CN107431360B - 电力传输网络 - Google Patents

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Abstract

一种电力传输网络，包括：AC电***(28)；AC传输链路(26)，用于从AC电***(28)到至少一个第一AC‑DC变换器(24)的AC电力传输；至少一个第一AC‑DC变换器(24)，包括：可操作地连接至AC传输链路(26)的AC连接点；以及用于连接至DC传输链路(20)的DC连接点；以及控制***(32a)，被配置成在AC电压控制模式中操作所述或每个第一AC‑DC变换器(24)作为AC平衡节点，以将AC传输链路(26)的AC电压的幅值和/或频率控制在一个或相应的稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的功率传输，以便适应由AC电***(28)生成的或供应至AC电***(28)的功率，其中，控制***(32a)还被配置成在变换器保护模式中操作所述或每个第一AC‑DC变换器(24)以调整AC传输链路(26)的AC电压的幅值和/或频率的所述或相应的稳态值，保护所述或每个第一AC‑DC变换器(24)不受过电压和/或过电流的影响。

Description

电力传输网络
技术领域
本发明涉及电力传输网络，并且具体涉及高压电力传输网络。
背景技术
在电力传输网络中，交流(AC)电通常转换成直流(DC)电以通过架空线和/或海底电缆传输。这种转换消除了补偿由电力传输介质即传输线或电缆强加的AC电容性负载效应的必要，并降低每千米线路和/或电缆的成本，因此当需要在远距离上传输电力时变得有成本效益。变换器，诸如电压源变换器提供在网络内的AC电和DC电之间的所需转换。
典型的这种电力传输网络包括AC-DC变换器，其经由DC传输链路连接，并被设置成互连AC电***和DC电网络。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种电力传输网络，包括：
AC电***；
AC传输链路，所述AC传输链路用于从所述AC电***到至少一个第一AC-DC变换器的AC电力传输；
至少一个第一AC-DC变换器，所述至少一个第一AC-DC变换器包括：可操作地连接至所述AC传输链路的AC连接点；以及用于连接至DC传输链路的DC连接点；以及
控制***，所述控制***被配置成在AC电压控制模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器作为AC平衡节点，以将所述AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率控制在一个或相应的稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的功率传输(例如可变或恒定功率传输)，以便适应由所述AC电***生成的或供应至所述AC电***的功率(例如可变或恒定功率)，
其中，所述控制***还被配置成在变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器以调整所述AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率的所述或相应的稳态值，保护所述或每个第一AC-DC变换器不受过电压和/或过电流的影响。
所述AC电***可以是但不限于可变电源、静止(dead)AC电***或弱AC电***。
可变电源可以是能够生成可变功率的任何电源，诸如间歇性能源。间歇性能源的示例包括但不限于风场、潮汐场和太阳能场。
所述或每个第一AC-DC变换器在AC电压控制模式中的操作促进在AC传输链路中生成稳定的AC电压波形，从而允许AC电***同步到稳定的AC电压波形。这种同步确保由AC电***生成的或要求供应至AC电***的任何功率会被所述或每个第一AC-DC变换器适应，从而注入到DC传输链路中或从其中提取。
然而，如果使用所述或每个第一AC-DC变换器可用的所有自由度在AC电压控制模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器，则所述或每个第一AC-DC变换器在AC电压控制模式中的操作导致所述或每个第一AC-DC变换器被致使不能够独立地控制在其DC连接点处的DC电压和电流以及在其AC连接点处的AC电流。因此，在所述或每个第一AC-DC变换器操作于AC电压控制模式期间，所述或每个第一AC-DC变换器不能够独立地限制在其DC连接点处的DC电压和电流以及在其AC连接点处的AC电流，这些值取决于由AC电***生成的或供应至AC电***的功率的量。
在对在其DC连接点处的DC电压和/或电流和/或在其AC连接点处的AC电流的增大有贡献的故障或其它干扰的情况下，正操作于AC电压控制模式中的所述或每个第一AC-DC变换器继续吸收由AC电***生成的功率或者将功率供应至AC电***。这与所述或每个第一AC-DC变换器在操作于AC电压控制模式中不能独立地限制在其DC连接点处的DC电压和电流以及在其AC连接点处的AC电流一起可能导致所述或每个第一AC-DC变换器中的过电压和/或过电流。
根据本发明在电力传输网络中控制***的包括使得能够调整AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率的所述或相应的稳态值，以改变在其AC和DC连接点之间的功率传输，从而以保护所述或每个第一AC-DC变换器不受过电压和/或过电流的影响的方式，间接地修改在其DC连接点处的DC电压和/或电流和/或在其AC连接点处的AC电流。
控制***保护所述或每个第一AC-DC变换器不受过电压和/或过电流的影响的能力带来更加可靠的电力传输网络。
所述控制***还被配置成在所述变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器，以作为一个或多个电力传输参数的函数调整所述AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率的所述或相应的稳态值。例如，所述控制***还可以被配置成在所述变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器，以作为以下的函数调整所述AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率的所述或相应的稳态值：
在所述或每个第一AC-DC变换器的AC连接点处的交流电流；
在所述或每个第一AC-DC变换器的AC连接点处的AC电压；
在所述或每个第一AC-DC变换器的DC连接点处的直流电流；和/或
在所述或每个第一AC-DC变换器的DC连接点处的DC电压。
在本发明的实施例中，电力传输网络可以包括用于操作所述AC电***的控制单元。所述控制***可以被配置成协调所述或每个第一AC-DC变换器在所述变换器保护模式中的操作和所述控制单元的控制目标。
控制单元的控制目标可以是AC电***的有功和/或无功功率控制模式。在有功和/或无功功率控制模式中，控制单元将有功和/或无功参考值调度到AC电***，使得AC电***的功率输出满足给定的功率需求。
无功功率控制模式可以包括：
无功功率控制，其中，AC电***的无功功率输出保持在调度的固定水平；
功率因数控制，其中，AC电***的无功功率输出遵守有功功率生成，以便保持AC电***的有功和无功功率输出之间的调度的恒定功率因数；和/或
电压控制，其中，AC电***的无功功率输出遵守AC传输链路的电压，以便支持电力传输网络的电压稳定性。
有功功率控制模式可以包括：
最大功率点跟踪，其中，对给定的时间实例，AC电***产生尽可能多的功率；
有功功率控制，其中，AC电***的有功功率输出保持在调度的固定水平；和/或
增量功率(delta power)操作，其中，对于给定的时间实例，AC电***的有功功率输出比最大水平低调度的裕度。
在本发明的另外的实施例中，控制***可以被配置成协调所述或每个第一AC-DC变换器在所述变换器保护模式中的操作和所述AC电***的干扰响应。
AC电***的干扰响应是响应于AC电***的操作条件与其正常值的偏差，AC电***的行为。
AC电***的干扰响应可以包括：
超频率(overfrequency)功率减小或欠频率(underfrequency)功率增大，其中，要求AC电***与正常操作允许的最大频率值和AC传输链路的AC电压的频率之间的差成比例地减小或增大其有功功率输出；和/或
高压穿越(HVRT)或低压穿越(LVRT)，其中，对于异常AC电压值，只要测量的AC传输链路的AC电压幅值在预定的时间-电压带内，要求AC电***保持连接至电力传输网络的剩余部分。
包括HVRT或LVRT的干扰响应还可以包括操作AC电***以覆盖任何接收的功率命令，并切换到自治控制模式中，在此模式中，AC电***直接地控制输出电流。在这方面，输出电流可以由AC电***直接控制以注入预定比例的无功电流以达到电压下降的程度，同时限制有功电流的注入。
在本发明的又一些实施例中，所述AC电***可以被配置成当所述控制***在所述变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器时，降低其功率生成或消耗。在变换器保护模式中，以此方式配置AC电***减少从AC电***传送至所述或每个第一AC-DC变换器和/或从所述或每个第一AC-DC变换器传送至AC电***的功率的量，从而增强所述或每个第一AC-DC变换器对过电压和/或过电流的保护，因此提高电力传输网络的可靠性。
电力传输网络可以根据其目的以各种方式配置。
在本发明的实施例中，电力传输网络可以包括：
AC传输链路，所述AC传输链路用于从AC电***到第一AC-DC变换器的AC电力传输；
第一AC-DC变换器，所述第一AC-DC变换器包括：用于连接至DC传输链路的DC连接点；以及可操作地连接至AC传输链路的AC连接点。
使用中，第一AC-DC变换器的DC连接点可操作地连接至DC传输链路，以用于第二AC-DC变换器和第一AC-DC变换器之间的DC电力传输；并且第二AC-DC变换器包括：可操作地连接至DC传输链路的DC连接点；以及可操作地连接至AC电网络的AC连接点。
以此方式，根据本发明的电力传输网络在使用中被配置为点对点电力传输网络。
控制***的配置可以根据电力传输网络的特定需求而变化。例如，控制***可以包括用于控制多个变换器的全局控制器、用于控制至少一个变换器的至少一个本地控制器、或其组合。全局控制器可以位于每个变换器远程，并且可以被配置成通过远程通信链路与每个变换器通信。所述或每个本地控制器可以位于至少一个变换器附近。全局控制器可以被配置成通过远程通信链路与至少一个本地控制器通信。
根据本发明的第二方面，提供了一种控制电力传输网络的方法，所述电力传输网络包括：
AC电***；
AC传输链路，所述AC传输链路用于从所述AC电***到至少一个第一AC-DC变换器的AC电力传输；以及
至少一个第一AC-DC变换器，所述至少一个第一AC-DC变换器包括：可操作地连接至所述AC传输链路的AC连接点；以及用于连接至DC传输链路的DC连接点；以及
其中，所述方法包括步骤：
在AC电压控制模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器作为AC平衡节点，以将所述AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率控制在一个或相应的稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的功率传输，以便适应由所述AC电***生成的或供应至所述AC电***的功率，以及
在变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器以调整所述AC传输链路的AC电压的幅值和/或频率的所述或相应的稳态值，保护所述第一AC-DC变换器不受过电压和/或过电流的影响。
在上文关于本发明的第一方面，描述本发明的第二方面的优点。
附图说明
现在，参照以下附图，通过非限制性示例描述本发明的优选实施例，图中：
图1示出根据本发明的实施例的电力传输网络的示意图；
图2和3分别示出图1的电力传输网络的本地控制器的配置的示意图。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的实施例的电力传输网络。
电力传输网络包括：
DC传输链路20，其用于第二AC-DC变换器22和第一AC-DC变换器24之间的DC电力传输；
AC传输链路26，其用于从风场28到第一AC-DC变换器24的AC电力传输；
风场28；
第一AC-DC变换器24，其包括：连接至DC传输链路20的第一端的DC连接点；以及可操作地连接至AC传输链路26的AC连接点；
第二AC-DC变换器22，其包括：用于连接至AC电网30的AC连接点；以及连接至DC传输链路20的第二端的DC连接点。
以此方式，电力传输网络被配置为用于互连风场28和AC电网30的点对点电力传输网络。
电力传输网络还包括控制***。控制***包括用于分别控制第一和第二AC-DC变换器24、22的第一和第二本地控制器32a、32b。每个本地控制器32a、32b位于相应的变换器24、22附近。图2和3分别以示意形式示出用于分别控制第二和第一AC-DC变换器22、24的本地控制器32b、32a的配置。
使用中，风场28生成功率，进入AC传输链路26中。AC传输链路26将生成的功率传送至第一AC-DC变换器24的AC连接点。第一AC-DC变换器24将功率从其AC连接点传输至其DC连接点，因此将功率传输至DC传输链路20中。DC传输链路20将生成的功率传送至第二AC-DC变换器22的DC连接点。第二AC-DC变换器22将功率从其DC连接点传输至其AC连接点，因此将功率传输至AC电网30中。
在电力传输网络的操作期间，由风场28生成的功率的变化可能是由于其间歇性特性产生的。
出于经济原因，电力传输网络被配置成适应由风场28生成的功率的变化，而不是控制由风场28生成的功率的量，由此将由风场28生成的所有功率传送至第一AC-DC变换器24。
更具体地，第一本地控制器32a被配置成在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24作为AC平衡节点(slack bus)，以将AC传输链路26的AC电压的幅值和频率控制在稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的功率传输，以适应由风场28生成的功率。在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24促进在AC传输链路26中生成稳定的AC电压波形，从而允许风场28同步到稳定的AC电压波形。这种同步确保由风场28生成的或供应至风场28的任何功率会被第一AC-DC变换器24适应，从而注入到DC传输链路20中或从其提取，用于后续传输到第二AC-DC变换器22和AC电网30。
设想了在本发明的其它实施例中，第一本地控制器32a反而或另外可以被配置成在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24作为AC平衡节点，以将AC传输链路26的AC电压的幅值和频率控制在稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的恒定功率传输，以适应由风场28生成的恒定功率。
第一本地控制器32a根据预定的AC电压幅值和频率参考值VAC，ref、fref，控制AC传输链路26的AC电压的幅值和频率的稳态值。在本发明的其它实施例中，AC电压幅值和频率参考值VAC，ref、fref则可以由较高级控制器例如中央电网控制器设置。使用如图3中所示的开环控制，执行第一AC-DC变换器24在AC电压控制模式中作为AC平衡节点以将AC传输链路26的AC电压的频率控制在稳态值的操作，但还可以使用反馈控制执行此操作。
然而，在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24意味着在第一AC-DC变换器24的DC连接点处的DC电压不受控制。这是因为使用第一AC-DC变换器24可用的两个自由度在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24作为AC平衡节点，以将AC传输链路26的AC电压的幅值和频率控制在稳态值。
第二本地控制器32b被配置成在DC电压控制模式中操作第二AC-DC变换器22作为DC平衡节点，以控制在其DC连接点处的DC电压。在DC电压控制模式中操作第二AC-DC变换器22促进在其AC和DC连接点之间的功率传输，以适应由风场28生成的功率，因此实现在电力传输网络中的电力传输。
设想了在本发明的其它实施例中，第二本地控制器可以被配置成操作第二AC-DC变换器以固定在其DC连接点处的DC电压。
要理解，控制在DC连接点处的DC电压可以是控制在DC连接点处的DC电压的直接结果，或者是控制在电力传输网络中的另一点处的另一DC电压的间接结果。
第一AC-DC变换器24在AC电压控制模式中的操作导致第一AC-DC变换器24被致使不能够独立地控制在其DC连接点处的DC电压和电流以及在其AC连接点处的AC电流。这是因为如之前提到的，使用第一AC-DC变换器24可用的两个自由度在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24。因此，在第一AC-DC变换器24操作于AC电压控制模式期间，第一AC-DC变换器24不能够独立地限制在其DC连接点处的DC电压和电流以及在其AC连接点处的AC电流，这些值取决于由风场28生成的功率的量。
在对在其DC连接点处的DC电压和/或电流和/或在其AC连接点处的AC电流的增大有贡献的故障或其它干扰的情况下，正操作于AC电压控制模式中的第一AC-DC变换器24继续吸收由风场28生成的所有功率。这与第一AC-DC变换器24在操作于AC电压控制模式中不能独立地限制在其DC连接点处的DC电压和电流以及在其AC连接点处的AC电流一起可能导致第一AC-DC变换器24中的过电压和/或过电流。
第一本地控制器32a还被配置成在变换器保护模式中操作第一AC-DC变换器24以调整AC传输链路26的AC电压的幅值和频率的相应稳态值，保护第一AC-DC变换器24不受过电压和/或过电流的影响。
更具体地，第一本地控制器32a还被配置成在变换器保护模式中操作第一AC-DC变换器24以作为以下多个电力传输参数的函数，调整AC传输链路26的AC电压的幅值和频率的相应稳态值：
在第一AC-DC变换器24的AC连接点处的交流电流；
在第一AC-DC变换器24的AC连接点处的AC电压；
在第一AC-DC变换器24的DC连接点处的直流电流；以及
在第一AC-DC变换器24的DC连接点处的DC电压。
第一本地控制器32a包括变换器保护控制块100，变换器保护控制块100被配置成接收上面的多个电力传输参数的测量值VDC，meas、IDC，meas、VAC，meas、IAC，meas。变换器保护控制块100还被配置成将每个接收的测量值VDC，meas、IDC，meas、VAC，meas、IAC，meas与相应的保护参考值比较，保护参考值由第一AC-DC变换器24的电压和电流额定值规定，并生成AC电压幅值和频率补偿信号VAC，ref，mod、fref，mod。变换器保护控制块100可以被配置成当一个或多个接收的测量值VDC，meas、IDC，meas、VAC，meas、IAC，meas超过或接近超过第一AC-DC变换器24相应的额定值时，生成AC电压幅值和频率补偿信号VAC，ref，mod、fref，mod。
第一本地控制器32a然后分别将AC电压幅值和频率补偿信号VAC，ref，mod、fref，mod与AC电压幅值和频率参考值VAC，ref、fref组合，以便生成修改的AC电压幅值和频率参考值。
由于第一本地控制器32a根据AC电压幅值和频率参考值VAC，ref、fref控制AC传输链路26的AC电压的幅值和频率的稳态值，所以修改的AC电压幅值和频率参考值的生成使得第一本地控制器32a能够操作第一AC-DC变换器24以调整AC传输链路26的AC电压的幅值和频率的相应稳态值，从而改变在其AC和DC连接点之间的功率传输，因此以保护第一AC-DC变换器24不受过电压和/或过电流的影响的方式，间接地修改在其DC连接点处的DC电压和/或电流和/或在其AC连接点处的AC电流。
因此，第一本地控制器32a保护第一AC-DC变换器24不受过电压和/或过电流的影响的能力带来更加可靠的电力传输网络。
可以作为上述的多个电力传输参数中的一些和/或一个或多个其它电力传输参数的函数，在变换器保护模式中执行AC传输链路26的AC电压的幅值和频率的相应稳态值的调整。
设想了在本发明的其它实施例中，变换器保护控制块可以被配置成只生成AC电压幅值和频率补偿信号VAC，ref，mod、fref，mod中的一个。
可选地，电力传输网络可以包括用于操作风场28的控制单元。第一本地控制器32a可以被配置成协调第一AC-DC变换器24在变换器保护模式中的操作和控制单元的控制目标。这带来更具响应性的电力传输网络。
控制单元的控制目标可以是风场28的有源和/或无源功率控制模式。在有源和/或无源功率控制模式中，控制单元将有源和/或无源参考值调度到风场28，使得风场28的功率输出满足给定的功率需求。
无功功率控制模式可以包括：
无功功率控制，其中，风场28的无功功率输出保持在调度的固定水平；
功率因数控制，其中，风场28的无功功率输出遵守有功功率生成，以便保持风场28的有功和无功功率输出之间的调度的恒定功率因数；和/或
电压控制，其中，风场28的无功功率输出遵守AC传输链路26的电压，以便支持电力传输网络的电压稳定性。
有功功率控制模式可以包括：
最大功率点跟踪，其中，对给定的时间实例，风场28产生尽可能多的功率；
有功功率控制，其中，风场28的有功功率输出保持在调度的固定水平；和/或
增量功率(delta power)操作，其中，对于给定的时间实例，风场28的有功功率输出低于最大水平调度的裕度。
进一步可选地，第一本地控制器32a可以被配置成协调第一AC-DC变换器24在变换器保护模式中的操作和风场24的干扰响应。
风场28的干扰响应是响应于风场28的操作条件与其正常值的偏差的风场28的行为。
风场28的干扰响应可以包括：
超频率功率减小或欠频率功率增大，其中，要求风场28与正常操作允许的最大频率值和AC传输链路26的AC电压的频率之间的差成比例地减小或增大其有功功率输出；和/或
高压穿越(HVRT)或低压穿越(LVRT)，其中，对于异常AC电压值，只要测量的AC传输链路26的AC电压幅值在预定的时间-电压带内，要求风场28保持连接至电力传输网络的剩余部分。
包括HVRT或LVRT的干扰响应还可以包括操作风场28以覆盖任何接收的功率命令，并切换到自治控制模式中，在此模式中，风场28直接地控制输出电流。在这方面，输出电流可以由风场28直接控制以注入预定比例的无功电流以达到电压下降的程度，同时限制有功电流的注入。
借助于通过第一本地控制器32a和控制单元之间的数字远程通信***交换信号，可以实现第一AC-DC变换器24在变换器保护模式中的操作与控制单元的干扰响应的协调。在这种情况下，如果第一AC-DC变换器24进入变换器保护模式中，则数字误差消息被自动地发送至控制单元。误差消息提示风场28暂时覆盖接收的功率命令，并修改其功率、电流或电压输出，因为这对缓解第一AC-DC变换器24中的任何过电流和/或任何过电压是必要的。
在一个示例中，如果由第一AC-DC变换器24注入的无功电流达到其极限，则可以请求风场24修改其无功功率、功率因数或电压设定点。在另一示例中，如果第一AC-DC变换器24的DC侧上的电压达到其极限，则可以请求风场24降低其有功功率输出。
取决于第一AC-DC变换器过电流和/或过电压的类型，为了实现成功的缓解可能要求不同的干扰响应。因此，对于每种类型的干扰响应，可以设置个别的误差消息。
替代性地，没有数字通信***，借助于通过第一AC-DC变换器24强加能够由控制单元感测和识别的特定的AC电压分布(根据电压幅值和频率)，能够实现第一AC-DC变换器24在变换器保护模式中的操作与控制单元的干扰响应的协调。
在一个示例中，第一AC-DC变换器24的变换器保护模式能够与风场28的干扰响应协调，使得如果在第一AC-DC变换器24的DC连接点处测量的测量电压达到其极限，则变换器保护模式会降低AC传输链路26的AC电压的幅值，以便迫使风场28经历LVRT。在另一示例中，如果第一AC-DC变换器24将AC传输链路26的AC电压的幅值降低至预定水平，则风场28会以某一比率相应缩减其功率生成，并达到实现有效的变换器保护所需的程度。
第一AC-DC变换器24在变换器保护模式中的操作和控制单元的干扰响应之间的这种协调带来对电力传输网络的更有效保护。
更进一步可选地，风场28可以被配置成当第一本地控制器32a在变换器保护模式中操作第一AC-DC变换器24时，减小其功率生成。以此方式配置风场28减少在变换器保护模式中，从风场28传送至第一AC-DC变换器24和/或从第一AC-DC变换器24传送至风场28的功率的量，从而增强第一AC-DC变换器24对过电压和/或过电流的保护，因此提高电力传输网络的可靠性。
设想了在本发明的其它实施例中，风场28可以由另一种类型的可变电源取代，诸如潮汐或太阳能场，和/或AC电网可以由另一种类型的AC电网络取代。
在本发明的另外其它实施例中，风场28可以由另一类型的AC电***取代。
用于取代风场28的一个这种AC电***可以是静止(dead)AC电网络，其中，所有其电部件被去激励，并在本质上是消耗性的，即不生成有功或无功功率，但实际上如果给供应AC电压则消耗有功和/或无功功率。换言之，静止AC电***的每个电部件变成需要功率供应的电负载，以便执行其预期动作。可以由第一AC-DC变换器24执行功率的这种供应。
静止AC电***的一个示例是石油平台，其包括将能量分配给有效负载(诸如感应电动机和平台照明)的电缆和变压器的阵列。静止AC电***的另一示例是经历停电(black-out)的AC电力传输***，其中，所有关联的发电站或者跳闸被去激励或者从AC电力传输***断开。静止AC电***的又一示例是用于离岸风场的AC采集器***，其包括变压器、并联电抗器和海底AC电缆。
为了操作静止AC电***，必须操作第一AC-DC变换器24，以首先激励静止AC电***的无源部件，这些无源部件将功率从电源分配/传送至有效负载。这种激励通过黑启动(black start)操作执行，在此操作中，第一AC-DC变换器在AC电压控制模式中作为AC平衡节点操作，以建立并将静止AC电***的电压维持在期望的幅值和频率，使得关联的有效负载能够正常工作。
由于第一AC-DC变换器24关于静止AC电***在AC电压控制模式中作为AC平衡节点操作，所以控制***还能够在上述的变换器保护模式中操作第一AC-DC变换器24，以调整AC传输链路的AC电压的幅值和频率的稳态值，保护第一AC-DC变换器24不受过电压和/或过电流的影响。换言之，本发明的上述应用到包括风场28的图1的电力传输网络加以必要的修改适用于包括静止AC电***的电力传输网络。
用于取代风场28的另一个此类AC电***可以是弱AC电***，其中，连接的同步发电机的额定功率相对较小，弱AC电***中的任何干扰导致显著的电压幅值和频率变化。
弱AC电***的一个示例是位于小岛上的只有单个或非常少的常规电厂(诸如燃气发电厂或柴油发电机)向消费者供应电力的AC电力传输***。弱AC电***的另一个示例是经历恢复序列以从停电中恢复的AC电力传输***，此时只有关联的常规电厂的子集被同步并处于操作中。
当弱AC电***经由源侧变换器24连接至较强的AC电***时，其对电干扰的恢复力可以通过以下提高：通过在AC电压控制模式中操作第一AC-DC变换器24作为AC平衡节点以建立并将弱AC电***的电压保持在预定的幅值和频率。因此，如果弱AC电***被干扰，并要求功率的涌入来保持其稳定性，则充当AC平衡节点的第一AC-DC变换器24会自动地给弱AC电***供应来自较强AC电***的额外功率。不过，由于干扰的性质要求特定量的额外能量，严重的干扰情况可能导致过量功率的供应，这导致第一AC-DC变换器24经历过电压和/或过电流。
由于第一AC-DC变换器24关于弱AC电***在AC电压控制模式中操作作为AC平衡节点，控制***还可以在上述的变换器保护模式中操作第一AC-DC变换器24以调整AC传输链路的AC电压的幅值和频率的稳态值，保护第一AC-DC变换器24不受过电压和/或过电流的影响。
换言之，本发明的上述应用到包括风场28的图1的电力传输网络加以必要的修改适用于包括弱AC电***的电力传输网络。
要认识到，本发明可应用于包括作为AC平衡节点被控制的一个或多个第一AC-DC变换器的任何配置的任何电力传输网络。
控制***的配置可以根据电力传输网络的特定需求而变化。在一个示例中，代替本地控制器，控制***可以包括用于控制第一和第二AC-DC变换器的全局控制器，并且全局控制器可以被配置成通过远程通信链路与每个变换器通信。在另一示例中，除了本地控制器之外，控制***可以包括用于控制第一和第二AC-DC变换器的全局控制器，并且全局控制器可以被配置成通过远程通信链路与至少一个本地控制器通信。
要认识到，本地控制器的配置只是被选择以帮助图解说明本发明的操作，每个本地控制器可以由具有不同配置的另一种类型的控制器代替。还要认识到，由图2和3中所示的控制***接收的输入值只是被选择以帮助图解说明本发明的操作，控制***要执行其功能并非需要所有的输入值，其它类型的输入值可以提供至控制***，以便于其执行其功能。

Claims (7)

1.一种电力传输网络，包括：
AC电***（28）；
AC传输链路（26），所述AC传输链路（26）用于从所述AC电***（28）到至少一个第一AC-DC变换器（24）的AC电力传输；
至少一个第一AC-DC变换器（24），所述至少一个第一AC-DC变换器包括：可操作地连接至所述AC传输链路（26）的AC连接点；以及用于连接至DC传输链路（20）的DC连接点；以及
控制***（32a, 32b），所述控制***（32a, 32b）被配置成：
在AC电压控制模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器作为AC平衡节点，以将所述AC传输链路（26）的AC电压的幅值和频率控制在相应稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的功率传输，以便适应由所述AC电***生成的或供应至所述AC电***（28）的功率，
在变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器（24），以调整所述AC传输链路（26）的AC电压的幅值和频率的相应稳态值，以保护所述或每个第一AC-DC变换器（24）不受过电压和/或过电流的影响，以及
在所述变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器（24），以根据一个或多个电力传输参数调整所述AC传输链路（26）的AC电压的幅值和频率的相应稳态值，其中所述一个或多个电力传输参数包括：
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的AC连接点处的交流电流；
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的AC连接点处的AC电压；
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的DC连接点处的直流电流；和/或
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的DC连接点处的DC电压。
2.根据权利要求1所述的电力传输网络，其中，所述AC电***（28）是可变电源、静止AC电***或弱AC电***。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的电力传输网络，包括用于操作所述AC电***（28）的控制单元，其中，所述控制***被配置成协调所述或每个第一AC-DC变换器（24）在所述变换器保护模式中的操作与所述控制单元的控制目标。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的电力传输网络，其中，所述控制***（32a, 32b）被配置成协调所述或每个第一AC-DC变换器（24）在所述变换器保护模式中的操作与所述AC电***（28）的干扰响应。
5.根据权利要求1-2中任一项所述的电力传输网络，其中，所述AC电***（28）被配置成当所述控制***（32a, 32b）在所述变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器（24）时，降低其功率生成或消耗。
6.根据权利要求1-2中任一项所述的电力传输网络，其中，所述控制***（32a, 32b）包括用于操作多个变换器的全局控制器、用于操作至少一个变换器（24）的至少一个本地控制器（32a, 32b）、或其组合。
7.一种控制电力传输网络的方法，所述电力传输网络包括：
AC电***（28）；
AC传输链路（26），所述AC传输链路用于从所述AC电***（28）到至少一个第一AC-DC变换器（24）的AC电力传输；以及
至少一个第一AC-DC变换器（24），所述至少一个第一AC-DC变换器（24）包括：可操作地连接至所述AC传输链路（26）的AC连接点；以及用于连接至DC传输链路的DC连接点（20）；以及
其中，所述方法包括：
在AC电压控制模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器（24）作为AC平衡节点，以将所述AC传输链路（26）的AC电压的幅值和频率控制在相应稳态值，从而促进在其AC和DC连接点之间的功率传输，以便适应由所述AC电***生成的或供应至所述AC电***（28）的功率，
在变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器（24），以调整所述AC传输链路（26）的AC电压的幅值和频率的相应稳态值，以保护所述第一AC-DC变换器不受过电压和/或过电流的影响，以及
在所述变换器保护模式中操作所述或每个第一AC-DC变换器（24），以根据一个或多个电力传输参数调整所述AC传输链路（26）的AC电压的幅值和频率的相应稳态值，其中所述一个或多个电力传输参数包括：
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的AC连接点处的交流电流；
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的AC连接点处的AC电压；
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的DC连接点处的直流电流；和/或
在所述或每个第一AC-DC变换器（24）的DC连接点处的DC电压。
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