CN101326696A - 换流站及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种换流站,其包括:被配置为确定换流站的任意关键部件的实际温度值的装置;以及被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置。设备(12)被配置为在数学模型中利用这些温度值、以及关于用于冷却所述关键部件的任意冷却设备的实际冷却能力的信息、关于通过换流站实际传输的功率的可能的变化时所述关键部件和所述可能的冷却介质的热行为的信息,来计算换流站的当前过载能力,以在可能的利用换流站的过载能力的请求时在变换器(8、9)的控制中使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种换流站以及用于控制这种换流站的方法,所述换流站用于将AC***连接到HVDC输电线,所述换流站包括至少一个变换器,所述变换器的DC侧一方面连接到所述输电线的高电势极,另一方面连接到低电势极,所述变换器的AC侧连接到所述AC***,所述换流站包括一个或多个关键部件,所述部件在通过换流站传输的功率升高到换流站的额定功率以上的情况下可能达到所述部件的最大允许温度的意义上是关键的,所述额定功率被定义为在最大环境温度下连续工作时允许通过换流站传输的最大功率,所述换流站还包括:控制装置,其被配置为对所述变换器进行控制以确定通过换流站传输的功率的等级;以及过载限制设备,其被配置为基于关于当前环境温度的信息确定换流站的过载能力,并将该信息传送到所述控制装置以便在可能的利用该过载能力的请求时使用,所述过载能力被定义为可以在一定时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少功率而不会超过所述部件的所述最大允许温度。
本发明不限于HVDC(高压直流,High Voltage Direct Current)输电线的低电势(地)和高电势之间的任何特定等级的电压,但是本发明尤其可应用于500kV以上的这种电压。本发明也不限于流过所述输电线的任何特定等级的电流,但是所述输电线的额定电流优选1kA以上。
背景技术
通常针对最大环境温度下的额定功率与热有关地设计这种HVDC换流站的例如电流阀、换流变压器(converter transformer)和平波电抗器的部件,这意味着如果所述最大环境温度下通过换流站传输的功率升高到该额定功率以上,则可能达到所述各个部件的最大允许温度即额定热点温度(hot-spot temperature)。然而,在环境温度低于所述最大环境温度时,所述部件的冷却更有效,可以增大通过换流站传输的功率,即通过所述部件的连续电流,而不会超过所述额定热点温度。这称为换流站的连续过载能力。
此外,在最大环境温度下,可以在短时间内传输大于所述额定功率的功率,这称为换流站的短时间过载能力。在低于最大环境温度的环境温度下,可以进一步提高短时间过载能力。另外,对于使用强迫冷却的设备,如果可以使用正常工作状况下的冗余冷却,则可以提高过载级别。
这里,将换流站的所述部件中通过换流站传输的功率升高到换流站的所述额定功率以上时存在达到所述最大允许温度的风险的部件称为关键部件。当然,在特定状况下这些关键部件中具有最低过载能力的部件将决定换流站的过载能力。该部件是哪一个取决于环境温度、冗余冷却的持续时间和状态以及其它参数。
这种类型的换流站所属的HVDC输电***需要更好地利用固有过载能力。
因此,已知的这种换流站具有被配置为将信息传送到控制装置的所述过载限制设备,所述控制装置被配置为在请求时对使用该过载能力的换流站的所述变换器进行控制。为此,所述设备针对不同的环境温度值访问连续过载能力以及不同时间段的短时间过载能力的表。通过测量环境温度,可以决定通过换流站传输的功率在例如两个小时内可以升高到其额定功率以上多少。该表还可以包含有冗余冷却和没有冗余冷却的情况下的过载能力。下面示出所述最大环境温度是+40℃时该过载表的示例。
发明内容
本发明的目的是提供一种换流站以及用于控制在引言中限定的换流站的方法,其使得可以相对于已知的这种换流站提高换流站的过载能力。
根据本发明,该目的是通过提供如下换流站而达到的,所述换流站包括:被配置为确定所述关键部件的实际温度值的装置;以及被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置,所述过载限制设备被配置为在数学模型中利用这些温度值、以及关于用于冷却所述关键部件的任意冷却设备的实际冷却能力的信息、关于通过换流站实际传输的功率的可能的变化时所述关键部件和所述可能的冷却介质的热行为的信息,来计算换流站的当前过载能力,以在可能的所述请求时在控制装置的控制中使用。
通过此,可以估计关键部件的实际所述热点温度并且针对这些部件的不同过载场景来估计未来的热点温度。这意味着可以计算对于预定时间内,例如连续地或者在例如1~5小时级别的有限时间内,针对目前的状况可以通过换流站传输大于所述额定功率多少功率。这可以改进对换流站的固有过载能力的利用。还可以对换流站或者换流站所属的HVDC输电***的操作者呈现所计算的当前过载能力。优选所述设备连续进行计算,以连续呈现换流站的实际过载能力并且最大程度地利用这些过载能力。
根据本发明的实施例,所述换流站包括多个不同的关键部件,所述设备被配置为针对所述关键部件中的每一个进行过载能力的所述计算,并且将如此获得的最低过载能力确定为换流站过载能力。
根据本发明的另一个实施例,所述设备被配置为计算换流站的连续过载能力,所述连续过载能力被定义为在目前的环境温度和所述冷却介质的冷却能力的状况下可以连续而没有任何时间限制地通过换流站传输大于所述额定功率多少功率。以这种方式,可以更好地利用换流站的实际连续过载能力。
根据本发明的另一个实施例,所述设备被配置为计算换流站的短时间过载能力,所述短时间过载能力被定义为可以在有限的时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少的功率而不会超过所述部件的所述最大允许温度。通过该计算,可以在尤其需要最大化地利用实际过载能力的例如两个小时的特定时间段内利用换流站的所述过载能力。例如,这可以是双极HVDC输电***的换流站由于例如极中的一个的接地故障,换流站的操作从双极变为单极时的情况。这意味着可以抵消由于一个极跳闸而引起的功率降低,例如使得功率降低了30%而不是50%,这使所述跳闸较不严重。
根据本发明的另一个实施例,所述被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置包括被配置为测量所述冷却介质的温度的装置。这意味着例如基于环境温度和流过换流站的电流的值,可以比仅仅估计所述冷却介质的温度更可靠地确定换流站的实际过载能力。
根据本发明的另一个实施例,所述被配置为确定所述关键部件的实际温度值的装置被配置为基于关于所述冷却介质的实际温度和任意冷却设备的所述冷却能力的信息通过计算来确定所述温度值。这意味着一种相当准确的确定所述关键部件的实际温度的方式,从而可以可靠地计算换流站的过载能力。
根据本发明的另一个实施例,换流站包括被配置为测量通过所述关键部件的电流的装置,所述设备还被配置为基于关于所述电流的值的信息来计算换流站的当前过载能力。这将进一步提高换流站的实际过载能力的计算的可靠性。
根据本发明的另一个实施例,所述设备还被配置为基于所述冷却介质和/或所述关键部件的热时间常数来计算换流站的当前过载能力。这将进一步提高换流站的实际过载能力的计算的可靠性。
根据本发明的另一个实施例,所述设备被配置为使用所述冷却介质的温度增加相对于通过所述关键部件的电流的关系的热模型形式的数学模型来计算所述关键部件的温度的变化,并且通过该温度变化来确定在从所述计算的时刻开始的不同的时间段上可以通过换流站传输的功率等级。流过所述关键部件的电流的增加和所述冷却介质的温度增加之间的这种关系的热模型提高了在操作的每一个时刻可靠地计算换流站的实际过载能力的可能性。
根据本发明的另一个实施例,所述设备被配置为计算多大电流流过所述关键部件以及通过其计算多大功率通过换流站传输将在预定时间段内给出所述关键部件的特定最大允许温度。这意味着例如可以计算得出40%的过载将导致在30分钟内达到关键部件的所述最大允许温度,而在25%的过载时将在两个小时之后达到所述最大允许温度。然后,操作者可以决定在实际情况下哪种控制变换器的方式是最合适的。
根据本发明的另一个实施例,所述换流站包括所述变换器的AC侧的至少一个变压器作为所述关键部件,所述变压器的绕组是油隔离的并且浸入油路形式的冷却介质中,所述被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置被配置为测量所述油的温度。
在本发明的另一个实施例中,换流阀的功率半导体器件是另一种所述关键部件。然后,所述设备被配置为基于对如下参数的测量进行所述计算:流过所述换流阀的直流电流、和/或所述换流阀两端的电压、和/或用来冷却换流阀的例如水的冷却液的温度、和/或当使用晶体管作为换流阀中的功率半导体器件时换流阀的晶体管的控制角、和/或重叠角即两个并联的换流阀同时传导电流的时间段。
根据本发明的另一个实施例,换流站的平波电抗器是所述关键部件。然后,这些平波电抗器可以是空气隔离的并且通过环境空气进行冷却,所述设备被配置为利用环境温度和通过所述电抗器的电流的测量结果来计算所述电抗器的所述过载能力。
根据本发明的另一个实施例,所述设备被配置为利用以使用所述冷却介质的所述关键部件和可能的冷却设备的温度升高测试结果的形式存储的数据进行换流站的所述当前过载能力的所述计算,通过所述温度升高测试针对所述关键部件和/或所述冷却介质确定了最终温度升高和热时间常数二者。这意味着可以进一步提高换流站的所述过载能力的计算的可靠性。
本发明还涉及根据所附独立方法权利要求的用于控制换流站的方法,其特征和优点以及根据从属方法权利要求的该方法的实施例的特征和优点从上述对根据本发明的换流站的讨论变得明显。
本发明还涉及根据所附的相应权利要求的计算机程序和计算机可读介质。易于理解,在所附的一组方法权利要求中所限定的根据本发明的方法也适于通过来自处理器的程序指令来执行,设置有所讨论的程序步骤的计算机程序可以影响所述处理器。
根据以下说明,本发明的其它优点以及有益特征将变得明显。
附图说明
下面是参考附图对作为示例引入的本发明的实施例的具体说明。
在附图中:
图1是示出具有根据本发明的实施例的换流站的HVDC输电***的总体结构的示意图;
图2是根据本发明的实施例的换流站中的换流变压器的简化视图;
图3是示出在根据本发明的换流站中根据图2的变压器的连续过载场景的曲线图;
图4是示出在根据本发明的换流站中根据图2的变压器的短时间过载场景的曲线图;以及
图5是示出在根据本发明的实施例的换流站中电流阀的阀电抗器和晶体管形式的关键部件的示意图。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的实施例的换流站所属的HVDC输电***的总体设计。换流站1布置在具有两个极的HVDC输电线3的每一端,极4是正极性的,极5是负极性的。为了清楚,在图1中仅示出换流站中的一个。其它换流站具有相应的结构,这里假设其它换流站作为逆变器工作,而换流站1作为整流器工作。AC***6通过变压器7连接到每一个换流站,以获得合适的DC***的电压等级。AC***可以是任意类型的具有发电机的电厂形式的发电***或者连接到例如工业和居民社区的电力消费者的消耗***或网络。每一个换流站具有两个变换器8、9,变换器8、9中的每一个的DC侧一方面分别连接到所述两个极4、5,另一方面连接到变换器共用的DC中性设备10,DC中性设备10将变换器的低压侧连接到地以在每一个变换器两端限定一定的电压。变换器8、9中的每一个可以用串联连接的例如两个或者三个的一组变换器来代替,以获得例如800kV级的高压。变换器包括例如12脉冲桥配置的任意已知配置的多个电流阀。变换器可以是电网换流的电流源型变换器(linecommutated Current Source Converter),其中开关元件例如晶体管在所述AC***的AC电流的过零点处关断。变换器还可以是强迫换流的电压源型变换器(forced commutated Voltage Source Converter),其中所述开关元件是根据脉冲宽度调制(PWM,Pulse Width Modulation)模式控制关断的器件。
针对换流站1示意性地示出,其还包括控制装置11,控制装置11被配置为控制变换器以确定通过换流站1传输的功率的等级。在换流站中还包括过载限制设备12,其被配置为基于关于当前的环境温度的信息来确定换流站的过载能力,所述过载能力被定义为可以在一定时间段内通过换流站传输大于额定功率多少功率而不会超过换流站的任意关键部件的最大允许温度,并且将该信息传送到所述控制装置11以便在可能的利用该过载能力的请求时使用。关键部件的定义是:如果通过换流站传输的功率升高到换流站的所述额定功率以上,则可能达到这些部件的最大允许温度,所述额定功率被定义为在例如+40℃的最大环境温度下连续工作时允许通过换流站传输的最大功率。
对于这种类型的换流站,所述关键部件一般是变换器8、9的所述电流阀、所述变压器7和连接到变换器的平波电抗器。这些关键部件中的每一个的最低过载能力将作为换流站的过载能力,这对于环境温度、用于冷却这些关键部件的任意设备的持续时间和状态的每一个组合是不同的。
图2示出变压器7形式的换流站的所述关键部件。其具有围绕芯15绕制并且通过浸入油路(oil bath)16进行油隔离的一次绕组13和二次绕组14。套管17~20连接到低压21和高压22的一次端以及低压23和高压24的二次端。油路中的油通过分布在油路周围的多个冷却组25来冷却,图中示出了一个冷却组。冷却组包括油泵26,其将油从油路泵出通过多个风扇27~29,通过与风扇送出的空气进行热交换来使油冷却,然后再次将油导回油路。设置装置30用于在油路的顶端测量油的温度。还设置装置31、32用于分别测量通过变压器的一次绕组13和二次绕组14的电流。将来自所述装置30、31和32以及环境温度测量装置33的信息发送到所述设备12。这里,危险(at stake)温度是所述绕组的最热点处的温度。可以根据最高油温(top oil temperature)来计算绕组的实际温度。该计算基于测量的电流以及绕组和冷却介质即油路的热行为模型。该模型应当基于温度升高测试的结果,其中可以定义最终温度升高和热时间常数两者。所述设备12还包含作为电流的函数的油的温度升高(相对于环境温度)的热模型。该模型基于所述温度升高测试,其中可以定义针对油的最终温度升高和热时间常数两者。由于对最高油温进行连续测量,因此可以在分析变换器操作之后随后对该模型进行调整。
通过使用油和绕组热点温度的这种热行为模型,可以基于实际环境温度和实际冷却能力,即基于可用的冷却组的数量来计算可能的过载级别。图3示出如何利用这一点在更长的时间上(连续地)在所述额定功率以上增大通过换流站传输的功率。这里,电流与所述传输的功率成比例,将100%的电流定义为与通过换流站传输的所述额定功率相对应。粗实线以与所述额定功率相对应的电流的百分数相对于时间的形式示出通过绕组的电流,而以摄氏度相对于时间的形式通过细实线示出绕组温度并且通过虚线示出油温。这里,假设绕组的最大允许温度是+95℃。所述设备使用所述热行为模型和关于环境温度的信息来计算将所述变压器作为最关键的部件的换流站的连续过载能力,连续过载能力被定义为在当前的状况下可以连续而没有时间限制地通过所述换流站传输大于所述额定功率多少功率。这里,计算出该连续过载能力是15%,从而电流升高到所谓的额定电流的115%。因此,所述过载限制设备计算当油和绕组二者的温度给定时给出绕组的特定最终热点温度的电流。
过载限制设备还可以计算换流站的短时间过载能力,短时间过载能力被定义为可以在有限的时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少功率而不超过绕组的最大允许温度。这可以根据每一种情况针对不同的有限时间段,例如一个小时或者两个半小时,来进行。在图4中示出如何利用针对两个小时所计算的短时间过载能力。在这种情况下,计算出在从绕组的温度达到+95℃的所述最大允许温度之前变压器的某一状态开始的两个小时内,可以通过绕组传导135%的所述额定电流的电流。在这两个小时之后,仍可以利用算出的连续过载能力,通过换流站传导115%的额定电流。在例如由于接地故障而使两个极中的一个跳闸(trip)使得换流站从双极工作改变为单极工作的情况下,使用该短时间过载能力尤其有利。通过以这种方式利用所述短时间过载能力,通过换流站传输的功率仅仅降低到双极功率的67%,而不是50%。
图5示出换流站的两个其它可能的关键部件,所述过载限制设备12可以针对其进行相应的计算以确定其连续过载能力和短时间过载能力。这些部件中的一个是阀电抗器34,其可以是空气隔离的并且通过与周围环境对流来进行冷却,还可以通过与传导经过的水进行热交换来进行冷却。另一个关键部件是电流阀35,其具有以堆栈的形式串联连接的多个半导体器件36,这里是晶体管。如具有箭头的线37所示,沿着这些晶体管36传导冷却用水来对其进行冷却。设置装置38来测量离开电流阀的水的温度以用于进行所述计算,并且还用于使用电流测量装置39传送的关于流过晶体管的电流的信息通过热模型来确定变换器的温度。除了测量流过阀的直流电流以及冷却液的温度之外,过载限制设备还可以基于以下内容针对电流阀计算过载能力:可以测量换流阀两端的电压、阀的晶体管的控制角、以及重叠角即两个并联的阀同时传导电流的时间段。
所述控制装置可以使用通过所述设备传送的作为所述计算结果的过载能力信息来自动利用该过载能力,例如在突然发生的换流站的单极工作之外,一直利用如此计算的连续过载能力,在单极工作的情况下使用计算的短时间过载能力。然而,设备还可以仅对换流站的操作者呈现计算的结果,然后操作者决定如何使用该信息。操作者的决定可以取决于多个参数,例如连接到所述换流站的AC侧的主消耗网络的实际功率消耗、连接到换流站的电厂的实际发电能力、市场上的电能价格等等。
本发明不以任何方式局限于以上描述的实施例,很明显,本领域技术人员可以进行许多变形,而不脱离所附权利要求所限定的本发明的基本构思。
例如,根据本发明的换流站可以具有比以上描述的关键部件更关键的其它部件,例如滤波器。
Claims (31)
1.一种换流站,用于将AC***(6)连接到HVDC输电线(3),所述换流站包括至少一个变换器(8、9),所述变换器的DC侧一方面连接到所述输电线的高电势极(4、5),另一方面连接到低电势极(10),所述变换器的AC侧连接到所述AC***,所述换流站包括一个或多个关键部件,所述部件在通过换流站传输的功率升高到换流站的额定功率以上的情况下可能达到所述部件的最大允许温度的意义上是关键的,所述额定功率被定义为在最大环境温度下连续工作时允许通过换流站传输的最大功率,
所述换流站还包括:控制装置(11),其被配置为对所述变换器(8、9)进行控制以确定通过换流站传输的功率的等级;以及过载限制设备(12),其被配置为基于关于当前环境温度的信息确定换流站的过载能力,并将该信息传送到所述控制装置以便在可能的利用该过载能力的请求时使用,所述过载能力被定义为可以在一定时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少功率而不会超过所述部件的所述最大允许温度,其特征在于,换流站还包括:被配置为确定所述关键部件的实际温度值的装置(30、31、32、33、36、38);以及被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置(30、33、38),所述过载限制设备被配置为在数学模型中利用这些温度值、以及关于用于冷却所述关键部件的任意冷却设备的实际冷却能力的信息、关于通过换流站实际传输的功率的可能的变化时所述关键部件和所述可能的冷却介质的热行为的信息,来计算换流站的当前过载能力,以在可能的所述请求时在控制装置的控制中使用。
2.根据权利要求1所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为连续计算所述当前过载能力。
3.根据权利要求1或2所述的换流站,其特征在于,所述换流站包括多个不同的关键部件(7、34、35),所述过载限制设备(12)被配置为针对所述关键部件中的每一个对过载能力进行所述计算并且将如此获得的最低过载能力确定为换流站过载能力。
4.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为计算换流站的连续过载能力,所述连续过载能力被定义为在目前的环境温度和所述冷却介质的冷却能力的状况下可以连续而没有任何时间限制地通过换流站传输大于所述额定功率多少功率。
5.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为计算换流站的短时间过载能力,所述短时间过载能力被定义为可以在有限的时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少功率而不超过所述部件的最大允许温度。
6.根据权利要求5所述的换流站,其中,所述换流站被设计为将AC***(6)通过两个变换器(8、9)连接到HVDC双极输电线(3),其特征在于,所述控制装置(11)被配置为利用关于所计算的换流站的所述短时间过载能力的信息来控制所述变换器,以确定在换流站从双极工作变为单极工作时在例如1~5小时的特定时间段内允许通过换流站传输的所述额定功率以上的功率等级。
7.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置包括被配置为测量所述冷却介质的温度的装置(30、33、38)。
8.根据权利要求7所述的换流站,其特征在于,所述被配置为确定所述关键部件的实际温度值的装置被配置为基于关于所述冷却介质的实际温度和任意冷却设备的所述冷却能力的信息通过计算来确定所述温度值。
9.根据权利要求8所述的换流站,其特征在于,所述换流站包括被配置为测量通过所述关键部件(7、35)的电流的装置(31、32、39),所述过载限制设备还被配置为基于关于所述电流的值的信息来计算换流站的当前过载能力。
10.根据权利要求9所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备还被配置为基于所述冷却介质和/或所述关键部件的热时间常数来计算换流站的当前过载能力。
11.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为使用所述冷却介质的温度增加相对于通过所述关键部件的电流的关系的热模型形式的数学模型来计算所述关键部件的温度的变化,并且通过该温度变化来确定在从所述计算的时刻开始的不同的时间段上可以通过换流站传输的功率等级。
12.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为计算多大电流流过所述关键部件以及通过其计算多大功率通过换流站传输将在预定时间段内给出所述关键部件的特定最大允许温度。
13.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述换流站包括所述变换器(8、9)的AC侧的至少一个变压器(7)作为所述关键部件。
14.根据权利要求13所述的换流站,其特征在于,所述变压器的绕组(13、14)是油隔离的并且浸入油路(16)形式的冷却介质中,所述被配置为确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值的装置(30)被配置为测量所述油的温度。
15.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述换流站包括具有功率半导体器件的换流阀(35)作为所述关键部件。
16.根据权利要求15所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为基于对如下参数的测量进行所述计算:流过所述换流阀的直流电流、和/或所述换流阀两端的电压、和/或用来冷却换流阀的例如水的冷却液的温度、和/或当使用晶体管作为换流阀中的功率半导体器件时换流阀的晶体管的控制角、和/或重叠角即两个并联的换流阀同时传导电流的时间段。
17.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述换流站包括阀电抗器(34)作为所述关键部件。
18.根据权利要求17所述的换流站,其特征在于,所述阀电抗器(34)是空气隔离的并且通过环境空气来进行冷却,所述过载限制设备(12)被配置为利用环境温度的测量结果和通过所述阀电抗器的电流来计算所述阀电抗器的所述过载能力。
19.根据前述权利要求中的任意一项所述的换流站,其特征在于,所述过载限制设备(12)被配置为利用以使用所述冷却介质的所述关键部件和可能的冷却设备的温度升高测试结果的形式存储的数据进行换流站的所述当前过载能力的所述计算,通过所述温度升高测试针对所述关键部件和/或所述冷却介质确定了最终温度升高和热时间常数二者。
20.一种用于控制换流站的方法,所述换流站用于将AC***(6)连接到HVDC输电线(3),所述换流站包括至少一个变换器(8、9),所述变换器的DC侧一方面连接到所述输电线的高电势极(4、5),另一方面连接到低电势极(10),所述变换器的AC侧连接到所述AC***,所述换流站包括一个或多个关键部件,所述部件在通过换流站传输的功率升高到换流站的额定功率以上的情况下可能达到所述部件的最大允许温度的意义上是关键的,所述额定功率被定义为在最大环境温度下连续工作时允许通过换流站传输的最大功率,所述方法包括:
·对所述变换器进行控制以确定通过换流站传输的功率的等级,
·基于关于当前环境温度的信息确定换流站的过载能力,所述过载能力被定义为可以在一定时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少功率而不会超过所述部件的所述最大允许温度,以及
·在可能的利用该过载能力的请求时使用该信息对所述变换器进行所述控制,
其特征在于,所述方法还包括如下步骤:
·确定所述关键部件的实际温度值,
·确定用于冷却所述关键部件的任意介质的实际温度值,
·在数学模型中利用这些温度值、以及关于用于冷却所述关键部件的任意冷却设备的实际冷却能力的信息、关于通过换流站实际传输的功率的可能的变化时所述关键部件和所述可能的冷却介质的热行为的信息,来计算换流站的当前过载能力,以在可能的所述请求时在所述控制中使用。
21.根据权利要求20所述的方法,其特征在于,所述当前过载能力是连续计算的。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其特征在于,在包括多个不同的所述关键部件(7、34、35)的换流站上执行所述方法,针对所述关键部件中的每一个对过载能力进行所述计算,并且将如此获得的最低过载能力确定为换流站过载能力。
23.根据权利要求20~22中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:计算换流站的连续过载能力,所述连续过载能力被定义为在目前的环境温度和所述冷却介质的冷却能力的状况下可以连续而没有任何时间限制地通过换流站传输大于所述额定功率多少功率。
24.根据权利要求20~23中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:计算换流站的短时间过载能力,所述短时间过载能力被定义为可以在有限的时间段内通过换流站传输大于所述额定功率多少功率而不会超过所述部件的所述最大允许温度。
25.根据权利要求24所述的换流站,其中,针对被设计为将AC***通过两个变换器连接到HVDC双极输电线(3)的换流站执行所述方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:利用关于所计算的换流站的所述短时间过载能力的信息来控制所述变换器,以确定在换流站从双极工作变为单极工作时在例如1~5小时的特定时间段内允许通过换流站传输的所述额定功率以上的功率等级。
26.根据权利要求20~25中的任意一项所述的方法,其特征在于,使用所述冷却介质的温度增加相对于通过所述关键部件的电流的关系的热模型形式的数学模型来计算所述关键部件的温度的变化,并且通过该温度变化来确定在从所述计算的时刻开始的不同的时间段上可以通过换流站传输的功率等级。
27.根据权利要求20~26中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:计算多大电流流过所述关键部件以及通过其计算多大功率通过换流站传输将在预定时间段内给出所述关键部件的特定最大允许温度。
28.根据权利要求20~27中的任意一项所述的方法,其特征在于,利用以使用所述冷却介质的所述关键部件和可能的冷却设备的温度升高测试结果的形式存储的数据进行换流站的所述当前过载能力的所述计算,通过所述温度升高测试针对所述关键部件和/或所述冷却介质确定了最终温度升高和热时间常数二者。
29.一种可直接加载到计算机的内部存储器中的计算机程序,其包括当所述程序在计算机上运行时用于控制根据权利要求20~28中的任意一项所述的步骤的计算机代码部分。
30.根据权利要求29所述的计算机程序,其至少一部分通过例如因特网的网络来提供。
31.一种记录有计算机程序的计算机可读介质,其中,所述计算机程序被设计为使计算机控制根据权利要求20~28中的任意一项所述的步骤。
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