本發(fā)明的實施例涉及電力系統(tǒng)直流輸電領(lǐng)域，尤其涉及一種混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

柔性直流輸電具有改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、無換相失敗風(fēng)險、提高運行安全穩(wěn)定性等優(yōu)點，常規(guī)直流輸電具有損耗低、造價低、過流能力強(qiáng)等優(yōu)點。送端采用常規(guī)直流、受端采用柔性直流的特高壓混合直流輸電系統(tǒng)可同時結(jié)合常規(guī)直流與柔性直流兩者的優(yōu)點，在遠(yuǎn)距離輸電場合中有較好的應(yīng)用前景。

為了降低一次設(shè)備的電壓應(yīng)力，在特高壓直流輸電系統(tǒng)中需采用高、低閥組串聯(lián)的接線形式。當(dāng)一極的某個閥組由于故障或檢修而退出時，該極需要由全壓運行轉(zhuǎn)換為半壓運行。由于柔性直流換流閥與常規(guī)直流換流閥在控制特性上有很大差別，因此現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電系統(tǒng)中采用全壓轉(zhuǎn)半壓轉(zhuǎn)換方法并不適用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供一種混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)，能夠在混合直流輸電系統(tǒng)中實現(xiàn)全壓轉(zhuǎn)半壓運行的平穩(wěn)、快速轉(zhuǎn)換。

為了達(dá)成上述目的，本申請的實施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，提供一種混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法，包括：

當(dāng)確定一極需要進(jìn)行全壓轉(zhuǎn)半壓運行時，通過站間通訊向送受兩端需退出的閥組發(fā)送轉(zhuǎn)換命令；

第一閥組在接收到所述轉(zhuǎn)換命令后降壓運行至零，所述第一閥組為受端需退出的閥組；指示所述第一閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合，在確定所述第一閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合后，指示閉鎖所述第一閥組；

第二閥組在接收到所述轉(zhuǎn)換命令后移相，所述第二閥組為送端需退出的閥組；在確定所述第二閥組移相到位后，導(dǎo)通所述第二閥組的旁通對，并指示所述第二閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合，在確定所述第二閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合后，指示閉鎖所述第二閥組。

第二方面，提供一種混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用于執(zhí)行第一方面所提供的方法。

本發(fā)明的實施例所提供的混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法及系統(tǒng)，在某一極需要進(jìn)行全壓轉(zhuǎn)半壓運行時，受端的柔性直流換流器依次快速降壓運行、閉合高速旁路開關(guān)、閉鎖閥組；送端的常規(guī)直流換流器依次快速移相、投入旁通對、閉合高速旁路開關(guān)、閉鎖閥組；實現(xiàn)了混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的平穩(wěn)、快速轉(zhuǎn)換。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的說明示意圖；

圖2為特高壓混合直流輸電系統(tǒng)半壓運行時的示意圖；

圖3為特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中LCC與旁路電路的連接示意圖；

圖4為特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中MMC與旁路電路的連接示意圖；

圖5為本發(fā)明的實施例所提供的混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法流程示意圖；

圖6為本發(fā)明的實施例中對全壓轉(zhuǎn)半壓運行的控制時序示意圖；

圖7為本發(fā)明的實施例所提供的混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

以下結(jié)合本發(fā)明附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做具體說明。

本發(fā)明的實施例提供一種混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法，本實施例中以混合直流輸電系統(tǒng)為特高壓混合直流輸電系統(tǒng)的情況為例進(jìn)行說明。圖1是特高壓混合直流輸電系統(tǒng)示意圖，直流輸電電壓等級為特高壓。送端A每一極由兩個十二脈動電網(wǎng)換相換流器(英文全稱：line commutated converter，英文簡稱：LCC)串聯(lián)構(gòu)成，靠近直流輸電線路101的LCC102稱為高端閥組，靠近接地極103-1的LCC104稱為低端閥組；每一個十二脈動LCC由兩個六脈動LCC串聯(lián)構(gòu)成，兩個六脈動LCC通過交流側(cè)的變壓器105與交流系統(tǒng)聯(lián)接。受端B每一極由兩個模塊化多電平換流器(英文全稱：modular multilevel converter，英文簡稱：MMC)串聯(lián)構(gòu)成，靠近直流輸電線路101的MMC106稱為高端閥組，靠近接地極103-2的MMC107稱為低端閥組；每一個MMC由數(shù)量眾多的子模塊串聯(lián)構(gòu)成；兩個MMC通過交流側(cè)的變壓器108與交流系統(tǒng)聯(lián)接。

圖2是特高壓混合直流輸電系統(tǒng)半壓運行下的示意圖。以正極為例，當(dāng)正極的某個閥組由于故障或檢修而退出時，正極只剩下一個閥組102投入運行，即由全壓運行轉(zhuǎn)換為半壓運行。

圖3是特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中LCC與旁路電路連接示意圖。變壓器105連接有交流斷路器109。為了實現(xiàn)閥組的退出，需要為每個閥組配置旁路電路，該旁路電路與現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電工程中的旁路電路基本一致。旁路電路主要由高速旁路開關(guān)301(英文全稱：Bypass Switch，英文簡稱：BPS)、隔離刀閘302、旁路刀閘303構(gòu)成。BPS的作用是快速旁路需退出的閥組，并在全壓轉(zhuǎn)半壓的轉(zhuǎn)換過程中提供電流通路。旁路刀閘的作用是在全壓轉(zhuǎn)半壓完成后，將電流由BPS轉(zhuǎn)移到旁路刀閘。隔離刀閘的作用是隔離已退出的閥組。

圖4是特高壓混合直流輸電系統(tǒng)中MMC與旁路電路連接示意圖。變壓器108連接有交流斷路器110。為了實現(xiàn)閥組的退出，需要為每個閥組配置旁路電路，該旁路電路與現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電工程中的旁路電路基本一致。旁路電路主要由高速BPS401、隔離刀閘402、旁路刀閘403構(gòu)成。高速BPS的作用是快速旁路需退出的閥組，并在全壓轉(zhuǎn)半壓的轉(zhuǎn)換過程中提供電流通路。旁路刀閘的作用是在全壓轉(zhuǎn)半壓完成后，將電流由高速BPS轉(zhuǎn)移到旁路刀閘。隔離刀閘的作用是隔離已退出的閥組。

結(jié)合圖5所示，混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法包括以下步驟：

501、當(dāng)確定一極需要進(jìn)行全壓轉(zhuǎn)半壓運行時，通過站間通訊向送受兩端需退出的閥組發(fā)送轉(zhuǎn)換命令。

502、啟動受端轉(zhuǎn)換時序。

本實施例中，將受端需退出的閥組稱為第一閥組。受端轉(zhuǎn)換時序包括：第一閥組在接收到轉(zhuǎn)換命令后降壓運行至零。然后指示第一閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合，在確定第一閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合后，指示閉鎖第一閥組。

受端由高端閥組和低端閥組在直流側(cè)串聯(lián)形成一極，受端的高端閥組和低端閥組為MMC，第一閥組具體為MMC。高速旁路開關(guān)為閥組直流側(cè)并聯(lián)的高速斷路器，用于旁路需退出的閥組，并提供電流通路。其功能和性能要求與現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電工程中高速旁路開關(guān)基本一致。

503、啟動送端轉(zhuǎn)換時序。

本實施例中，將送端需退出的閥組稱為第二閥組。送端轉(zhuǎn)換時序包括：第二閥組在接收到轉(zhuǎn)換命令后移相，在確定第二閥組移相到位后，導(dǎo)通第二閥組的旁通對，并指示第二閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合，在確定第二閥組對應(yīng)的高速旁路開關(guān)閉合后，指示閉鎖第二閥組。

送端由高端閥組和低端閥組在直流側(cè)串聯(lián)形成一極，送端的高端閥組和低端閥組為LCC，第二閥組具體為LCC。旁通對為LCC中連接到同一交流相的一對晶閘管閥，其定義與現(xiàn)有特高壓常規(guī)直流輸電工程一致。

結(jié)合圖6所示，以退出正極高端閥組為例，對全壓轉(zhuǎn)半壓運行的時序進(jìn)行說明。圖6中標(biāo)出的具體時間刻度僅為示意，用于區(qū)分事件發(fā)生的先后次序。

在一種具體的實施方式中，由站控或極控下發(fā)指示退出正極高端閥組指令。

受端接收到該指令，立即將正極高端閥組的直流電壓控制為零，并向該閥組的BPS發(fā)出閉合指令。隨后送端將正極高端閥組緊急移相從而迅速將送端正極高端閥組的直流電壓降低至零附近。待送端正極高端閥組移相至較大角度，如80°，則立即導(dǎo)通旁通對，并給該閥組的BPS發(fā)出閉合指令。

待送端正極高端閥組BPS完全閉合后，閉鎖送端正極高端閥組。

待受端正極高端閥組BPS完全閉合后，閉鎖受端正極高端閥組。

至此送受兩端正極高端閥組成功退出。然后閉合旁路刀閘，待旁路刀閘閉合后，斷開BPS，直流電流由BPS轉(zhuǎn)移至旁路刀閘。待BPS斷開后，斷開隔離刀閘，從而隔離已退出的閥組。至此送受兩端正極全壓轉(zhuǎn)半壓的轉(zhuǎn)換過程全部完成。

本發(fā)明的實施例所提供的混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換方法，在某一極需要進(jìn)行全壓轉(zhuǎn)半壓運行時，受端的柔性直流換流器依次快速降壓運行、閉合高速旁路開關(guān)、閉鎖閥組；送端的常規(guī)直流換流器依次快速移相、投入旁通對、閉合高速旁路開關(guān)、閉鎖閥組；實現(xiàn)了混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的平穩(wěn)、快速轉(zhuǎn)換。

本發(fā)明的實施例還提供一種混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用于執(zhí)行上述實施例中所描述的轉(zhuǎn)換方法，結(jié)合圖7所示，該轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括：控制器701、第一閥組702、第二閥組703以及第一閥組702和第二閥組703各自對應(yīng)的高速旁路開關(guān)。其中第一閥組702為受端需退出的閥組，第二閥組703為送端需退出的閥組。圖7中第一閥組702對應(yīng)的高速旁路開關(guān)704用704標(biāo)識，第二閥組703對應(yīng)的高速旁路開關(guān)用705標(biāo)識。

控制器701，用于在確定一極需要進(jìn)行全壓轉(zhuǎn)半壓運行時，通過站間通訊向送受兩端需退出的閥組發(fā)送轉(zhuǎn)換命令。

第一閥組702，用于在接收到轉(zhuǎn)換命令后降壓運行至零，第一閥組702為受端需退出的閥組。

控制器701，還用于指示第一閥組702對應(yīng)的高速旁路開關(guān)704閉合，在確定第一閥組702對應(yīng)的高速旁路開關(guān)704閉合后，指示閉鎖第一閥組702。

第二閥組703，用于在接收到轉(zhuǎn)換命令后移相，第二閥組703為送端需退出的閥組。

控制器701，還用于在確定第二閥組703移相到位后，導(dǎo)通第二閥組703的旁通對，并指示第二閥組703對應(yīng)的高速旁路開關(guān)705閉合，在確定第二閥組703對應(yīng)的高速旁路開關(guān)705閉合后，指示閉鎖第二閥組703。

可選的，第一閥組具體為MMC，第二閥組具體為LCC。

可選的，送受兩端由高端閥組和低端閥組在直流側(cè)串聯(lián)形成一極。其中送端的高端閥組和低端閥組為LCC，受端的高端閥組和低端閥組為MMC。

可選的，高速旁路開關(guān)為閥組直流側(cè)并聯(lián)的高速斷路器，用于旁路需退出的閥組，并提供電流通路。

可選的，旁通對為LCC中連接到同一交流相的一對晶閘管閥。

本發(fā)明的實施例所提供的混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，在某一極需要進(jìn)行全壓轉(zhuǎn)半壓運行時，受端的柔性直流換流器依次快速降壓運行、閉合高速旁路開關(guān)、閉鎖閥組；送端的常規(guī)直流換流器依次快速移相、投入旁通對、閉合高速旁路開關(guān)、閉鎖閥組；實現(xiàn)了混合直流輸電系統(tǒng)中全壓轉(zhuǎn)半壓運行的平穩(wěn)、快速轉(zhuǎn)換。

以上，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。