[发明专利]一种柔性直流换流阀充电方法及控制系统

说明书

本发明属于柔性直流换流阀领域，公开了一种柔性直流换流阀充电方法及控制系统，所述充电方法包括：闭合交流开关，对柔性直流换流阀开始不控充电，至柔性直流换流阀内所有全桥子模块电压均超过各自自取能电源的最小工作电压；交替改变柔性直流换流阀内每一相的桥臂上的充电电流方向，至柔性直流换流阀内所有半桥子模块电压均超过各自自取能电源的最小工作电压；通过切换全桥子模块和半桥子模块的充放电状态，使得所有全桥子模块和半桥子模块的电压一致；在持续充电过程中依次将电压达到设定值的全桥子模块或半桥子模块切换至切除状态，至所有全桥子模块和半桥子模块的电压均达到设定值。有效解决混合型柔直换流阀第二阀组在线投入时的充电问题。

技术领域

本发明属于柔性直流换流阀领域，涉及一种柔性直流换流阀充电方法及控制系统。

背景技术

随着全控型电力电子器件的不断发展，特别是3000A电流等级的大功率器件绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)的出现，柔性直流输电正在向±800kV/5000MW等级特高压大容量直流输电技术快速发展，特高压混合柔性直流输电开始成为研究的热点。目前，国内外已投运的柔直工程电压等级最高±500kV、输送容量最大1000MW，所用的柔性直流输电换流阀结构多为半桥型(Half-Bridge Sub Modular,HBSM)，阀组接线方式有对称单极方式和对称双极方式。而即将开工建设的乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(以下简称乌东德工程)电压等级为±800kV，受端广东、广西侧容量分别为5000MW和3000MW，采用基于模块化多电平换流器(Modular MultilevelConverter,MMC)，换流器采用半桥全桥混合拓扑，主回路接线方式采用对称双极高低阀组方式。目前有研究指出了采用全桥和半桥混合拓扑的特高压柔性直流输电换流器充电时的均压问题、直流系统的启停顺控流程和直流线路瞬时故障穿越、重启策略。

但是，半桥和全桥子模块构建的混合型柔直换流阀的第二阀组在线投入时，在不控充电过程中，全桥模块由线电压充电，充电线路中不会出现负电流，半桥模块自取能电源电压低于门槛值，不能正常工作，使得半桥模块无法带电导致充电失败。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中半桥和全桥子模块构建的混合型柔直换流阀的第二阀组在线投入时，半桥模块自取能电源电压低于门槛值，不能正常工作，使得半桥模块无法带电导致充电失败的缺点，提供一种柔性直流换流阀充电方法及控制系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明第一方面，一种柔性直流换流阀充电方法，包括以下步骤：

S1：闭合交流开关，对柔性直流换流阀开始不控充电，至柔性直流换流阀内所有全桥子模块电压均超过各自自取能电源的最小工作电压；

S2：交替改变柔性直流换流阀内每一相的桥臂上的充电电流方向，至柔性直流换流阀内所有半桥子模块电压均超过各自自取能电源的最小工作电压；

S3：通过切换全桥子模块和半桥子模块的充放电状态，使得所有全桥子模块和半桥子模块的电压一致；

S4：在持续充电过程中依次将电压达到设定值的全桥子模块或半桥子模块切换至切除状态，至所有全桥子模块和半桥子模块的电压均达到设定值。

本发明柔性直流换流阀充电方法进一步的改进在于：

所述S1中全桥子模块的自取能电源的最小工作电压为400V。

所述S2中交替改变柔性直流换流阀内每一相的桥臂上的充电电流方向的具体方法为：

交替改变柔性直流换流阀中每一相的上桥臂和下桥臂的等效初始充电电压的大小关系。

所述S2中交替改变柔性直流换流阀中每一相的上桥臂和下桥臂的等效初始充电电压的大小关系的具体方法为：