一種高壓直流三極輸電系統控制模式轉換方法技術方案

本發明專利技術涉及一種高壓直流三極輸電系統控制模式轉換方法，該方法用于高壓直流三極輸電系統需要降低功率運行或一條直流線路發生故障時，具體包括如下步驟：1)確定需要停運的一條直流線路；2)停運與步驟1)所確定的直流線路兩端相連的換流站，并斷開線路上的直流開關；3)停運的換流站向其他換流站發出改變運行方式指令信號；4)其他換流站根據接收到的指令信號改變自身電壓和電流的參考值，使系統由三極直流輸電轉換為傳統的雙極直流輸電。通過本發明專利技術方法，高壓直流三極輸電系統將在穩定運行或發生故障時，快速、平穩的實現控制模式的轉換，從而提高了個別換流站退出運行的速率和系統的穩定性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高壓直流三極輸電技術，尤其是涉及。
技術介紹
隨著電力需求持續高速增長，現有的輸電網絡無法滿足電力負荷的需求；且我國土地資源有限，很難獲得新的輸電走廊，因此人們開始關注對現有的交流輸電線路進行改造來實現輸電容量的提高。而常規高壓直流雙極輸電作為一種提高輸電容量的方式，只能利用三相交流輸電線路中的兩條，不能充分的利用現有資源，因此高壓直流三極輸電(Tr1-po Ie HVDC)技術應運而生。高壓直流三極輸電技術是利用直流電流的調制技術，把現有交流輸電線路轉換為三極直流輸電方式的技術。高壓直流三極輸電系統的電路結構如圖1所示。原交流輸電線路的三相線路分別作為高壓直流三極輸電的正極(如圖中極I)、負極(圖中極2)和調制極(圖中極3)。其中，正、負極與常規兩端式高壓直流輸電的正、負極完全相同，其工作原理均為12脈動換流器將交流電轉變為直流電，通過直流極線輸送到對側12脈動換流器，將直流電逆變為交流電，送入受端交流系統。調制極的電路結構與正負極的主要差別在于換流器具有雙向性，因此，需要安裝反向并聯的12脈動換流器。整流側為12脈動換流器Cl和C2反向并聯，逆變側為12脈動換流器C3和C4反向并聯。高壓直流三極輸電系統具有多種運行方式，當系統需要降低功率運行或一個極發生故障時，可以改變系統的控制方式。將一個極兩端的換流器停運，剩余兩個極工作在傳統雙極高壓直流輸電模式，系統傳輸的功率降為73%。整流站為定電流控制，逆變站為定電壓控制。本專利技術專利的目的就是在高壓直流三極輸電系統穩定運行的前提下，提供一種可靠的方法，實現不同控制模式之間的轉換。【
技術實現思路
】本專利技術的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種可靠、穩定的高壓直流三極輸電系統控制模式轉換方法。本專利技術的目的可以通過以下技術方案來實現:—種高壓直流三極輸電系統控制模式轉換方法，該方法用于高壓直流三極輸電系統需要降低功率運行或一條直流線路發生故障時，具體包括如下步驟:I)確定需要停運的一條直流線路；2)停運與步驟I)所確定的直流線路兩端相連的換流站，并斷開線路上的直流開關;3)停運的換流站向其他換流站發出改變運行方式指令信號；[0011 ] 4)其他換流站根據接收到的指令信號改變自身電壓和電流的參考值，使系統由三極直流輸電轉換為傳統的雙極直流輸電。所述的步驟I)中，當系統發生故障時，需要停運的直流線路為出現故障的線路；當系統需要降低功率時，需要停運的直流線路根據功率的降低量設定。本專利技術提供的方法還包括如下步驟:同時切除系統中的一組濾波器。與現有技術相比，本專利技術提供了一套可行的控制方法，步驟簡單，在高壓直流三極輸電系統將在穩定運行或發生故障時，快速、平穩的實現控制模式的轉換，從而提高了個別換流站退出運行的速率和系統的穩定性。【附圖說明】圖1為高壓直流三極輸電系統原理圖；圖中，極I為正極；極2為負極；極3為調制極；圖2為正常運行時正極的電壓電流波形圖；圖2中，(a)為電壓波形圖，(b)為電流波形圖；圖3為正常運行時負極的電壓電流波形圖；圖3中，(a)為電壓波形圖，(b)為電流波形圖；圖4為正常運行時調制極的電壓電流波形圖；圖4中，(a)為電壓波形圖，(b)為電流波形圖；圖5為本專利技術控制模式轉換的流程圖；圖6為正極控制模式轉換波形圖；圖6中，(a)為電壓波形圖，(b)為電流波形圖；圖7為負極控制模式轉換波形圖；圖7中，(a)為電壓波形圖，(b)為電流波形圖；圖8為調制極控制模式轉換波形圖；圖8中，(a)為電壓波形圖，(b)為電流波形圖；圖1-圖8中，Il為正極電流;U1為正極電壓；12為負極電流；U2為負極電壓；13為調制極電流；U3為調制極電壓。【具體實施方式】下面結合附圖和具體實施例對本專利技術進行詳細說明。本實施例以本專利技術技術方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，高壓直流三極輸電系統主電路包括換流器、換流變壓器、直流線路和平波電抗器。該系統的特點在于:a)由三條直流線路組成，正極和負極交替流過大電流和小電流，調制極流過正極和負極電流的差值以消除大地回流；b)三個極的整流站采用定電流控制，三個極的逆變站采用定電壓控制；c)由于流過調制極的電流為正負交替的，為了保持功率按照一定方向傳輸，需要同時改變電壓的極性。高壓直流三極直流輸電系統的正極和負極交替流過大電流和小電流。為了獲得最大功率傳輸，大電流為1.37p.u.，小電流為0.37p.u.。正極電壓始終為1.0p.u.，負極電壓始終為-1.0p.u.。正極和負極的電壓電流波形如圖2、圖3所示。由調制極承擔正極和負極電流的差值，以消除大地回流。為了保持按功率恒定方向傳送，當調制極電流極性改變時同時改變調制極電壓極性，如圖4所示。如圖5所示，實現本專利技術的控制模式轉換的方案如下:當系統需要降低功率運行或一條直流線路發生故障時，確定需要停運的一條直流線路，停運與該直流線路兩端的換流器，改變高壓直流三極輸電的控制方式，將剩余的兩個極由三極輸電變為傳統的雙極高壓直流輸電，保持功率繼續傳輸。當系統需要降低功率運行或一條直流線路發生故障時，以正極為例，如圖6所示，在20s時需要切換控制模式，首先停運與正極線路相連的換流站，整流站的觸發角快速移相至160°以上，使整流器工作在逆變狀態，直流系統中的能量快速釋放回交流系統，直流電流快速降為0，停運與該線路相連的換流站，并斷開線路上的直流開關，同時向其他換流站發出改變運行方式指令信號，由三極直流輸電變為傳統的雙極直流輸電，停運C2和C3換流器。負極整流側為定電流控制，電流參考值由-1.37p.u.變為-1.0p.u.，負極逆變側為定電壓控制，電壓參考值仍為-1.0p.u.，調制極整流側為定電流控制，電流參考值為1.0p.u.，調制極逆變側為定電壓控制，電壓參考值仍為1.0p.U.。這時功率降為原來的73%。由于傳輸的有功功率減少，無功功率過剩，交流母線電壓升高，為了保持電壓恒定，同時切除一組濾波器以降低無功補償容量。經過5s后轉換為三極輸電，系統逐漸恢復。同理，負極和調制極也可進行控制模式轉換，轉換波形圖如圖7和圖8所示。按照上述方法，高壓直流三極輸電系統在改變控制模式時，只需要停運個別換流站，系統仍能繼續運行。從而極大提高了個別換流站退出運行的速率和系統的穩定性。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓直流三極輸電系統控制模式轉換方法，其特征在于，該方法用于高壓直流三極輸電系統需要降低功率運行或一條直流線路發生故障時，具體包括如下步驟：1)確定需要停運的一條直流線路；2)停運與步驟1)所確定的直流線路兩端相連的換流站，并斷開線路上的直流開關；3)停運的換流站向其他換流站發出改變運行方式指令信號；4)其他換流站根據接收到的指令信號改變自身電壓和電流的參考值，使系統由三極直流輸電轉換為傳統的雙極直流輸電。

【技術特征摘要】
1.一種高壓直流三極輸電系統控制模式轉換方法，其特征在于，該方法用于高壓直流三極輸電系統需要降低功率運行或一條直流線路發生故障時，具體包括如下步驟: 1)確定需要停運的一條直流線路； 2)停運與步驟I)所確定的直流線路兩端相連的換流站，并斷開線路上的直流開關； 3)停運的換流站向其他換流站發出改變運行方式指令信號； 4)其他換流站根據接收到的指令信號改變自身電壓和電流的參考值...

【專利技術屬性】
技術研發人員：別曉玉，溫家良，鮑偉，朱奕帆，趙東元，劉云，
申請(專利權)人：國網上海市電力公司，華東電力試驗研究院有限公司，國網智能電網研究院，
類型：發明
國別省市：上海;31