CN111614114B - 一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法 - Google Patents

一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111614114B
CN111614114B CN202010482992.1A CN202010482992A CN111614114B CN 111614114 B CN111614114 B CN 111614114B CN 202010482992 A CN202010482992 A CN 202010482992A CN 111614114 B CN111614114 B CN 111614114B
Authority
CN
China
Prior art keywords
station
voltage
line
current
direct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010482992.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111614114A (zh
Inventor
俞翔
鲁江
王永平
董云龙
张庆武
王杨正
杨建明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN202010482992.1A priority Critical patent/CN111614114B/zh
Publication of CN111614114A publication Critical patent/CN111614114A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111614114B publication Critical patent/CN111614114B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

本发明提供了一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，包括：设定首端整流站直流电压参考值。对其余换流站：在大地回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路压降之和以及首端整流站和此换流站的接地极线路压降之和。在金属回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去的首端整流站到此换流站之间的所有直流线路和金属回线压降之和。本发明解决了并联型混合多端直流输电***控制直流电压的问题，在定直流电压站任意选取的情况下可保持稳态运行时首端整流站直流电压恒定，提高了并联型混合多端直流输电***的稳定性和灵活性。

Description

一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法
技术领域
本发明属于混合直流输电领域，涉及一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法。
背景技术
多端直流输电***是由至少三个换流站通过高压直流输电线路连接而组成直流输电***，可实现多个具有不同外送和消纳能力交流电网的互联，实现多电源供电和多落点受电，同时节约了输电线路走廊，是更为灵活的输电方式。多端直流输电***常见类型有并联型、串联型、混合型等，其中并联型多端直流输电***是将各个换流站的直流侧通过输电线路及汇流母线并联在一起，是最为常见的多端直流输电***类型，目前在国际上已有数个工程应用，国内也有多个工程在建。
多端直流输电***可分为两种类型：基于晶闸管技术的常规直流输电***(LCC-HVDC)和基于全控型电压源换流器的柔性直流输电***(VSC-HVDC)。其中，常规直流输电***(LCC-HVDC)的优点是成本低、损耗小、运行技术成熟，缺点是逆变侧容易发生换相失败、对交流***的依赖性强、吸收大量无功、换流站占地面积大。而新一代的柔性直流输电***则具有能够实现有功功率及无功功率解耦控制、可以向无源网络供电、结构紧凑占地面积小、不存在逆变侧换相失败问题等优点，但其存在成本高昂、损耗较大等缺陷。近年来，综合LCC-HVDC和VSC-HVDC技术的多端混合直流输电技术具有良好的工程应用前景，通过在整流侧采用LCC-HVDC，逆变侧采用VSC-HVDC，可以避免逆变侧的换相失败问题，同时一定程度保证工程造价上的优势。多端混合直流输电***中，一般可任意选取一个站作为定直流电压站，与两端直流输电***类似，其控制目标也是维持首端整流站直流电压恒定，与两端直流输电***的区别是，定直流电压站可在多个换流站之间进行切换，且不同的运行工况下***的拓扑也不一样，因此研究通用的电压控制方法是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的是，提出一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，为并联型混合多端直流输电***提供通用的电压控制方法。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，所述并联型混合多端直流输电***包含N个换流站，其中N≥3，N个换流站均处于大地回线运行方式或者均处于金属回线运行方式时，所述方法包括：
步骤1：设定首端整流站直流电压参考值；
步骤2：对另外N-1个换流站：在大地回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路压降之和以及首端整流站和此换流站的接地极线路压降之和；在金属回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路和金属回线压降之和；
步骤3：N个换流站中唯一的定直流电压站，将本站阀组两端电压控制在根据步骤2计算得到的直流电压参考值。
进一步地，所述直流线路或金属回线的压降由直流线路的直流电流乘以直流线路或者金属回线的电阻值计算得到。
进一步地，所述的接地极线路压降由安装在极中性母线上的电压互感器测量得到，或者是由接地极线路电流乘以接地极线路电阻计算得到。
进一步地，所述直流线路或金属回线的电阻值为***成套设计给出的设计值，或者是根据直流线路两端压差或金属回线两端压差除以直流线路直流电流计算得到。
进一步地，计算得到的直流线路或者金属回线电阻值经过限幅逻辑，以确保与设计值的偏差小于设定偏差。
进一步地，当线路直流电流小于或等于预设参考值时，所述直流线路电阻或者金属回线电阻值采用设计值，否则采用计算值。
本发明的有益效果是：解决了并联型混合多端直流输电***控制直流电压的问题，在定直流电压站任意选取的情况下可保持稳态运行时首端整流站直流电压恒定，提高了并联型混合多端直流输电***的稳定性和灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本方法所针对的N个换流站(N≥3)的并联型混合多端直流输电***在大地回线运行方式下的拓扑结构示意图；
图2是本方法所针对的N个换流站(N≥3)的并联型混合多端直流输电***在金属回线运行方式下的拓扑结构示意图；
图3是本方法中除首端整流站外的N-1个换流站的电压参考值计算逻辑示意图；
图4是本方法所针对的混合三端直流输电***在大地回线运行方式下的拓扑结构示意图；
图5是本方法所针对的混合三端直流输电***在金属回线运行方式下的拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。其中，相同的组件使用相同的附图标记。
本发明的一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法实施例1，所应用于的并联型混合多端直流输电***包含N个换流站，其中N≥3，N个换流站均处于大地回线运行方式或者均处于金属回线运行方式，如图1和图2所示。图1是本方法所针对的N个换流站(N≥3)的并联型混合多端直流输电***在大地回线运行方式下的拓扑结构示意图，首端换流站和末端换流站之间的直流线路为N-1条直流线路串联，且这N个换流站均处于大地回线运行方式。图2是本方法所针对的N个换流站(N≥3)的并联型混合多端直流输电***在金属回线运行方式下的拓扑结构示意图，首端换流站和末端换流站之间的直流线路为N-1条直流线路串联，且这N个换流站均处于金属回线运行方式，金属回线的接地点可在N个换流站中任意选取，本图中选在首端整流站。
图3是所示为一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法实施例1的示意图，包括：
步骤1：设定首端整流站直流电压参考值；
步骤2：对另外N-1个换流站：在大地回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路压降之和以及首端整流站和此换流站的接地极线路压降之和；在金属回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路和金属回线压降之和；
步骤3：N个换流站中唯一的定直流电压站，将本站阀组两端电压控制在根据步骤2计算得到的直流电压参考值。
优选的实施例中，接地极线路压降由安装在极中性母线上的电压互感器测量得到，或者是由接地极线路电流乘以接地极线路电阻计算得到。
优选的实施例中，其中的直流线路或金属回线的压降由直流线路的直流电流乘以直流线路或者金属回线的电阻值计算得到。
优选的实施例中，直流线路或金属回线的电阻值为***成套设计给出的设计值，或者是根据直流线路两端压差或金属回线两端压差除以直流线路直流电流计算得到。
优选的实施例中，计算得到的直流线路或者金属回线电阻值经过限幅逻辑，以确保与设计值的偏差小于设定偏差。
优选的实施例中，当线路直流电流小于或等于预设参考值时，所述直流线路电阻或者金属回线电阻值采用设计值，否则采用计算值。
下面结合图4介绍本申请的一个具体实施例。图4是本方法所针对的混合三端直流输电***在大地回线运行方式下的拓扑结构示意图，包括整流站1和两个逆变站，第一逆变站2和第二逆变站3，以及输电线路41和输电线路51。
如图4所示，整流站1的双十二脉动晶闸管换流器14通过换流变12和换流变13经过交流开关11与送端交流母线10相连，双十二脉动晶闸管换流器14还通过接地极线路15与大地连接。
整流站1通过输电线路41连接至第一逆变站2内的汇流母线26，第一逆变站2的电压源型换流器24通过换流变22经过交流开关21与受端交流母线20相连，在直流侧，电压源型换流器24一端连接站内汇流母线26，另一端通过接地极线路25与大地连接。
第二逆变站3通过输电线路51连接至第一逆变站2内的汇流母线26，第二逆变站3的电压源型换流器34通过换流变32经过交流开关31与受端交流母线30相连，在直流侧，电压源型换流器34通过接地极线路35与大地连接。
两个逆变站中有且仅有一个换流站作为定直流电压站，当第一逆变站2是定直流电压站时，其电压参考值计算方法同两端直流输电***计算方法，具体为
Uref_VSC1＝Uref_LCC-(RLINE1*IDL_L1+UDN_I1-UDN_R)。
当第二逆变站3是定直流电压站时，其电压参考值为
Uref_VSC2＝Uref_LCC-(RLINE1*IDL_L1+RLINE2*ID_I2+UDN_I2-UDN_R)
Uref_LCC是整流侧电压参考值，IDL_L1,ID_I2,UDN_R和UDN_I2的测点位置均在图4中给出，需要注意的是，本实施例中UDN_R测得为负值。
RLINE1为直流线路41的电阻值，RLINE2为直流线路51的电阻值。在线路电流小于某一门槛值时，采用研究报告给出的设计值。在线路电流大于此门槛值时,采用实时计算值
Figure BDA0002517724270000051
其中，UDH_R,UDL_BUS1,UDH_I2,IDL_L1和ID_I2的测点位置均在图4中给出。计算出的阻值会经过限幅以防测点故障导致与设计值偏差太大，同时也会经过滤波保证平滑变化。
下面结合图5介绍本申请的有一个具体实施例。图5是本方法所针对的混合三端直流输电***在金属回线运行方式下的拓扑结构示意图，包括整流站1和两个逆变站，第一逆变站2和第二逆变站3，以及输电线路41、输电线路51、金属回线42和金属回线52。与图4的区别在于，三个换流站的换流器的低压端通过金属回线连接至第一逆变站内的汇流母线27。在双极***中，金属回线可以用另一极的直流线路代替，汇流母线27即为另一极的汇流母线。
两个逆变站中有且仅有一个换流站作为定直流电压站，当第一逆变站2是定直流电压站时，其电压参考值计算方法同两端直流输电***计算方法，具体为
Uref_VSC1＝Uref_LCC-RLINE3*IDL_L1。
当第二逆变站3是定直流电压站时，其电压参考值为
Uref_VSC2＝Uref_LCC-(RLINE3*IDL_L1+RLINE4*ID_I2)
Uref_LCC是整流侧电压参考值，IDL_L1,ID_I2的测点位置均在图5中给出。
RLINE3为直流线路41和金属回线42的阻值之和，RLINE4为直流线路51和金属回线52的阻值之和。在线路电流小于某一门槛值时，采用研究报告给出的设计值。在线路电流大于此门槛值时,采用实时计算值
Figure BDA0002517724270000061
Figure BDA0002517724270000062
其中，UDH_R,UDN_R,UDH_I2,UDN_I2,UDL_BUS1,UDL_BUS2,IDL_L1和ID_I2的测点位置均在图5中给出。计算出的阻值会经过限幅以防测点故障导致与设计值偏差太大，同时也会经过滤波保证平滑变化。

Claims (6)

1.一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，所述并联型混合多端直流输电***包含N个换流站，其中N≥3，其特征在于，N个换流站均处于大地回线运行方式或者均处于金属回线运行方式时，所述方法包括：
步骤1：设定首端整流站直流电压参考值；
步骤2：对另外N-1个换流站：在大地回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路压降之和以及首端整流站和此换流站的接地极线路压降之和；在金属回线运行方式下，任一换流站直流电压参考值为首端整流站电压参考值减去首端整流站到此换流站之间的所有直流线路和金属回线压降之和；
步骤3：N个换流站中唯一的定直流电压站，将本站阀组两端电压控制在根据步骤2计算得到的直流电压参考值。
2.根据权利要求1所述的一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，其特征在于，所述直流线路或金属回线的压降由直流线路的直流电流乘以直流线路或者金属回线的电阻值计算得到。
3.根据权利要求1所述的一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，其特征在于，所述的接地极线路压降由安装在极中性母线上的电压互感器测量得到，或者是由接地极线路电流乘以接地极线路电阻计算得到。
4.根据权利要求2所述的一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，其特征在于，所述直流线路或金属回线的电阻值为***成套设计给出的设计值，或者是根据直流线路两端压差或金属回线两端压差除以直流线路直流电流计算得到。
5.根据权利要求4所述的一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，其特征在于，计算得到的直流线路或者金属回线电阻值经过限幅逻辑，以确保与设计值的偏差小于设定偏差。
6.根据权利要求4所述的一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法，其特征在于，当线路直流电流小于或等于预设参考值时，所述直流线路电阻或者金属回线电阻值采用设计值，否则采用计算值。
CN202010482992.1A 2020-06-01 2020-06-01 一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法 Active CN111614114B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010482992.1A CN111614114B (zh) 2020-06-01 2020-06-01 一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010482992.1A CN111614114B (zh) 2020-06-01 2020-06-01 一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111614114A CN111614114A (zh) 2020-09-01
CN111614114B true CN111614114B (zh) 2022-06-28

Family

ID=72197236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010482992.1A Active CN111614114B (zh) 2020-06-01 2020-06-01 一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111614114B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116879635B (zh) * 2023-07-27 2024-06-04 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 共用接地极电阻监测方法、装置、设备、存储介质和产品

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105896585B (zh) * 2016-04-28 2018-11-06 南方电网科学研究院有限责任公司 一种混合多端直流输电***交流侧故障穿越控制方法
CN105958523B (zh) * 2016-06-01 2020-05-19 许继电气股份有限公司 一种并联三端直流输电***及其功率协调控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111614114A (zh) 2020-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109066686B (zh) 一种具有多种电能综合分配的柔性开关站互联结构
CN102969732B (zh) 一种混合双极直流输电***
CN109873441A (zh) 一种具有分布式直流耗能装置的风电柔性直流送出***
CN107769241B (zh) 一种直流输电***电压电流控制方法及装置
CN109861269A (zh) 一种分布式直流耗能装置的投切控制***及方法
CN105162155A (zh) 一种具有直流故障穿越能力的串联混合型双极直流输电***
CN206099366U (zh) 双极型光伏发电***
CN211790770U (zh) 一种基站原有电力增容稳压***
CN111614114B (zh) 一种并联型混合多端直流输电***的电压控制方法
CN107342582A (zh) 一种环网状柔性直流输电***的平波电抗器参数设计方法
Hoffmann et al. Parallel operation of HVDC DRU and VSC converters for offshore wind farm connection: Technical and economic feasibility
CN109687463B (zh) 与配电变压整流器集成的交直流混合微网架构
CN115313438B (zh) 交直流输电网与储能协同规划方法及介质
CN106532732A (zh) 高压直流输电***中对交流滤波器组的无功控制方法
CN106329560A (zh) 一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法
CN110654273A (zh) 一种对钢轨电位进行控制的柔性接地装置
CN112290520B (zh) 针对三端直流输电***金属返回线接地故障保护方法
CN111600326B (zh) 一种并联型三端直流输电***的功率转代方法
CN106487030B (zh) 一种基于矩阵控制的船用岸电电源***及其控制方法
CN107046295A (zh) 一种六端高压直流输电***
CN113572196A (zh) 一种能量路由器
CN209571963U (zh) 一种宽输入范围的不间断电源整流电路
CN103199611B (zh) 一种网络设备的电源电路
CN113141010A (zh) 双极性直流供电电路
CN203164366U (zh) 一种直流换流阀多重阀型式试验用等效负载装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant