專利名稱：直流電力系統(tǒng)中的電壓控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及輸電系統(tǒng)。更具體來說，本發(fā)明涉及直流電力系統(tǒng)中的換流站、用于控制這種換流站以及這種系統(tǒng)提供的DC電壓的方法和計算機程序產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)(諸如輸電系統(tǒng))中然后尤其是在高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)中,用于輸電的電壓變得越來越高。如今，在許多情況下使用800 kV。但是，將來構(gòu)想到甚至更高的等級，諸如1000 kV乃至1200 kV。在這里，換流站中的換流器典型地在高AC電壓和這樣的高DC電壓之間轉(zhuǎn)換。使用這樣的高等級會導(dǎo)致各種類型的問題。一個特定類別的問題是絕緣?？赡苄枰扇√貏e的措施，以便確保有可處理所要求的電壓等級的絕緣，這使裝備更龐大且更昂
蟲
貝ο換流站中的受影響的一件特別的裝備是變壓器。變壓器包括一次繞組和二次繞組，其中，這些繞組中的一個是用于接合交流(AC)輸電線的繞組，而另一個是用于接合換流閥的繞組。變壓器還包括用于控制在閥繞組處提供的電壓的調(diào)節(jié)繞組。然后調(diào)節(jié)繞組連接到抽頭變換器，以允許執(zhí)行這個控制。因而通常通過被連接到換流器變壓器的抽頭變換器改變的無負(fù)載DC電壓來調(diào)節(jié)換流器。因而調(diào)節(jié)繞組用于在AC和DC之間的轉(zhuǎn)換中控制DC電壓。所有這些繞組都必須具有絕緣，并且這將在上面提到的高電壓等級處導(dǎo)致變壓器非常龐大，可能難以運輸這樣的變壓器。此外可存在在這樣的運輸方面的無法滿足的變壓器尺寸約束。減小大小的一種方式是移除調(diào)節(jié)繞組。但是，如果這么做，就無法使用控制DC電壓的上述方式。因此存在對在AC和DC之間轉(zhuǎn)換時控制DC電壓的不同方式的需要。以前已經(jīng)將延遲角用于換流器的控制，但不是用于在DC輸電線上提供DC電壓。在 GB 2295506、US 4648018、US 2009/0219737、US 7499291 和 US 3339083 中給出 了一些示例。在Nick J.Murray, Jos Arrillaga, Yong He Liu 和 Neville R.Watson所著的“Flexible Reactive Power Control in Multigroup Current-Sourced HVDCInterconnections，，，IEEE Transactions On Power Delivery.Vol.23, N0.4, 2008 年 10月，2160-2167頁中描述另一個示例。在這里，使用DC系統(tǒng)中的逆變器和整流器的觸發(fā)角控制，以便在無功功率注入到AC系統(tǒng)中時,保持規(guī)定的DC功率傳送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種使用控制輸電線的DC電壓的備選方式的換流站。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過直流電力系統(tǒng)中的換流站來實現(xiàn)這個目標(biāo)，該換流站連接在交流輸電線和直流輸電線之間，換流站包括:
變壓器，
配備有換流閥的換流器，至少第一組換流閥連接到變壓器，以及控制單元，其配置成控制換流站，以在直流輸電線的一端處提供DC電壓，和另一個換流站在直流輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓一起，來促成電壓差的形成，使得能夠在直流輸電線上饋送功率，
其中，控制單元配置成控制換流器，以通過使用連接到變壓器的換流閥的觸發(fā)角控制來提供DC電壓。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還通過一種用于控制直流電力系統(tǒng)中的換流站提供的DC電壓的方法來實現(xiàn)這個目標(biāo)，換流站連接在交流輸電線和直流輸電線之間，并且包括:
變壓器，以及
配備有換流閥的換流器，至少第一組換流閥連接到變壓器，
所述方法包括以下步驟:
控制換流站，以通過使用觸發(fā)角控制來控制連接到變壓器的換流閥，來在DC輸電線的一端處提供DC電壓，以便和另一個換流站在直流輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓一起，來促成電壓差的形成，使得能夠在直流輸電線上饋送功率。此外，通過一種用于控制直流電力系統(tǒng)中的換流站提供的DC電壓的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)這個目標(biāo)，換流站連接在交流輸電線和直流輸電線之間，并且包括變壓器和配備有換流閥的換流器，至少第一組換流閥連接到變壓器，計算機程序產(chǎn)品包括承載計算機程序代碼的計算機可讀裝置，程序代碼配置成:控制換流站，以通過使用觸發(fā)角控制來控制連接到所述變壓器的換流閥，來在DC輸電線的一端處提供DC電壓，以便和另一個換流站在直流輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓一起，來促成電壓差的形成，使得能夠在直流輸電線上饋送功率。此外，通過一種連接在第一交流輸電線和第二交流輸電線之間的直流電力系統(tǒng)來實現(xiàn)這個目標(biāo)，直流電力系統(tǒng)包括:
第一換流站，其具有第一變壓器、第一控制單元和配備有換流閥的整流器，至少第一組換流閥連接到第一變壓器，
第二換流站，其具有第二變壓器、第二控制單元和配備有換流閥的逆變器，至少第一組換流閥連接到第二變壓器，
直流輸電線具有連接到第一換流站的第一端和連接到第二換流站的第二端，
其中，第一控制單元配置成控制第一換流站，以在直流輸電線的第一端處提供第一 DC電壓，而第二控制單元配置成控制第二換流站，來在直流輸電線的第二端處提供第二 DC電壓，以提供在直流輸電線上饋送功率的電壓差，
其中，第一控制單元配置成控制整流器，以通過使用連接到第一變壓器的整流器換流閥的延遲角控制來提供第一 DC電壓，而第二換流器配置成控制逆變器，以使用連接到第二變壓器的換流閥的換向邊界控制來提供第二 DC電壓。本發(fā)明具有許多優(yōu)點。本發(fā)明允許變壓器制造得更小，而沒有調(diào)節(jié)繞組，即，缺少調(diào)節(jié)繞組，從而簡化設(shè)計，而且還使變壓器易于運輸。


參照附圖，將在下面描述本發(fā)明，其中
圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、包括第一換流站和第二換流站的輸電系統(tǒng)，
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、在第一換流站中執(zhí)行的許多方法步驟的流程
圖，
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、在第二換流站中執(zhí)行的許多方法步驟的流程圖，以及
圖4示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第一換流站。
具體實施例方式將在下面相對于輸電系統(tǒng)，然后更具體來說相對于高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng),來描述包括根據(jù)本發(fā)明的換流站的直流電力系統(tǒng)。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，本發(fā)明不限于這種類型的系統(tǒng)，而是可應(yīng)用于采用換流閥的任何類型的DC系統(tǒng)，例如應(yīng)用于背對背式DC系統(tǒng)。在圖1中示意性地示出用于連接在兩個交流(AC)輸電線30和32之間的HVDC系統(tǒng)10。這些輸電線30和32各自可為AC輸電系統(tǒng)的一部分。HVDC系統(tǒng)10包括第一分站或換流站12和第二分站或換流站16，其中第一換流站12包括第一變壓器18和用于在AC和DC之間轉(zhuǎn)換的第一換流器20，其中在這個示例中的第一換流器20是整流器。在這里，第一變壓器18具有連接到第一 AC輸電線30的一次測和連接到第一換流器20的AC側(cè)的二次測。第一換流器20還具有連接到DC輸電線14的第一端的DC側(cè)。這里還有第一控制單元22。這個單元22連接到第一 AC輸電線30，以獲得來自輸電線30的第一 AC測量電壓Vmi，單元22連接到DC輸電線14的第一端，以便獲得第一 DC測量電壓，以及單元22連接到第一換流器20，以便控制這個換流器。DC輸電線14具有第二端，并且這個第二端連接到第二換流站16。第二換流站16也在AC和DC之間轉(zhuǎn)換，并且在這個示例中，第二換流站16是逆變器。更具體來說，DC輸電線14的第二端連接到第二換流器26的DC側(cè)，第二換流器26也具有連接到第二變壓器24的二次測的AC側(cè)。第二變壓器24也具有一次測，其中，該一次測連接到第二 AC輸電線32。最后，存在連接到第二 AC輸電線32的負(fù)載34。因此可看到的是，第一換流站連接在第一 AC輸電線30和DC輸電線14的第一端之間，而第二換流站16連接在第二 AC輸電線32和DC輸電線14的第二端之間，其中，該第二端也是DC輸電線14的相對端。在這里，在第二換流站16中也存在控制單元(第二控制單元28)，該控制單元連接到第二 AC輸電線32，以獲得第二 AC測量電壓VM2，該控制單元連接到DC輸電線14的第二端，以便獲得第二 DC測量電壓，以及該控制單元連接到第二換流器26，以便控制第二換流器26。圖1中的HVDC系統(tǒng)10是單極系統(tǒng)。將在下面相對于這種系統(tǒng)來描述本發(fā)明。但是，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，也可在雙極系統(tǒng)中提供本發(fā)明。此外，HVDC系統(tǒng)可更復(fù)雜，并且包括若干更多輸電線和換流站。換流器20和26有利地是線換向式(line-commutated)電流源換流器(CSC),但可設(shè)想其它類型。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、由第一換流站中的第一控制單元執(zhí)行的許多方法步驟的流程圖，而圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的、由第二換流站中的第二控制單元執(zhí)行的許多方法步驟的流程圖?，F(xiàn)在將相對于通過控制第一換流站和第二換流站來在DC輸電線14上傳輸功率，來描述本發(fā)明的第一實施例。在例示第一實施例中，第一換流器20是整流器，而第二換流器26是逆變器，即，第一換流器20接收來自第一 AC輸電線30的功率，并且將這個功率輸送到第二換流器26，然后功率通過第二 AC輸電線32而供應(yīng)到負(fù)載34。這里應(yīng)認(rèn)識到，情況可相反，因為第二換流器26同樣可將功率輸送到第一換流器20，并且第一換流器20從而作為逆變器運行，而第二換流器26則充當(dāng)整流器。此外，為了輸送功率，第一換流器20將對DC輸電線14的第一端提供第一 DC電壓Vdq,而第二換流器26將對DC輸電線14的第二端提供第二 DC電壓VDC2。這兩個電壓Vdci和Vdc2促成電壓差的形成，因而電壓差是第一 DC電壓和第二 DC電壓之間的差。如果第一換流器充當(dāng)整流器，則第一 DC電壓Vdci高于第二 DC電壓Vdci，從而將功率輸送到第二 DC輸電線32，并且最終輸送到負(fù)載34。如果第二換流器充當(dāng)整流器，則相反第二 DC電壓將更高。為了提供第一 DC電壓Vio，第一控制單元22通過使用觸發(fā)角控制來控制第一換流器20的換流閥。更具體來說通過下者來執(zhí)行這一點，即，第一控制單元22改變第一換流器20的換流閥的觸發(fā)時間，以便通過改變第一 DC電壓來使DC輸電線14的DC電流保持在期望等級(步驟35)?？赏ㄟ^下者來完成這一點，即，獲得DC輸電線的第一端處的第一 DC測量電壓，以及基于第一 DC電壓的目標(biāo)電壓(其為期望電壓等級)和第一測量的DC電壓之間的差來產(chǎn)生閥控制信號。在這里可行的是，通過與積分控制分支(integrating controlbranch)并聯(lián)的比例控制分支來產(chǎn)生控制信號。然后控制信號用來觸發(fā)換流閥中的晶閘管。在這里，以相對于電壓過零點的延遲，觸發(fā)整流器的晶閘管，并且因此控制是延遲角控制。這可涉及增加或減少延遲，以便使第一 DC電壓Vdci保持在期望等級。但是，調(diào)節(jié)也可為向最小延遲的調(diào)節(jié)。為了處理這種情況，第一控制單元22獲得第一 AC輸電線30的第一 AC測量電壓Vmi (步驟36)，其中，通過使用傳統(tǒng)測量單元(例如電壓變壓器)來獲得測量。然后比較第
一AC測量電壓Vmi與第一參考電壓Vkefi (步驟38)。在這里，設(shè)置第一參考電壓使其表示當(dāng)?shù)谝惠旊娋€具有對應(yīng)于最小觸發(fā)角或最小延遲的AC電壓時的情況。如果第一 AC測量電壓高于參考值Vkefi(步驟40)，則第一控制單元22通過使用原始目標(biāo)改變觸發(fā)角(步驟35)，來繼續(xù)控制換流閥。但是，如果第一 AC測量電壓Vmi低于第一參考電壓Vkefi (步驟40)，則第一控制單元22不可改變換流閥的觸發(fā)，因為這些是以最小觸發(fā)角觸發(fā)的。相反，第一控制單兀22降低第一 DC電壓Vdci(步驟42)?？苫诘谝粶y量AC電壓Vmi和第一參考電壓VKEn之間的關(guān)系來進行這個降低。在這里可行的是，所使用的關(guān)系是第一 AC測量電壓與第一參考電壓的比例VM1/VKEF1。因此這涉及基于第一 AC測量電壓與第一參考電壓的比例VM1/VKEF1來降低目標(biāo)電壓。在這里可行的是，第二控制單元28將承擔(dān)電流控制的責(zé)任，以便建立穩(wěn)定的控制點。在這種情況下，第一控制單元將繼續(xù)使用最小角度，直到第一 DC測量電壓降低到新目標(biāo)之下為止。當(dāng)?shù)谝?DC電壓的等級已經(jīng)充分降低時，第一控制單元22恢復(fù)控制，并且繼續(xù)和改變換流閥的觸發(fā)，以便獲得第一 DC電壓Vio (步驟35)。作為備選方案，可行的是，第一控制單元22通知第二控制單元28，第二控制單元28應(yīng)以與第一控制單元22降低其本身的目標(biāo)相同的量降低其使用的目標(biāo)電壓。在這種情況下，第一控制單元22保留電流控制，并且可能增大或減小觸發(fā)角，以便減少或增加電流。因而相位角仍然需要具有控制間隔，在該控制間隔內(nèi)，不管其是否在最小觸發(fā)角處，它都受到控制。在最小觸發(fā)角為10度的情況下，這個間隔可介于5度和15度之間。這里應(yīng)提及的是，在第一 AC測量值再次上升到第一參考電壓之上的情況下，可通過應(yīng)用原始目標(biāo)電壓來恢復(fù)正?？刂啤８鶕?jù)本發(fā)明的第一實施例，在第二換流站16中也采取相同的方法。因此，第二控制單元28通過觸發(fā)角控制，以及更具體地說通過改變逆變器換流閥的觸發(fā)，來控制第二換流器26，以獲得第二 DC電壓Vdc2 (步驟44)。在這里，這通常涉及增大或減小觸發(fā)角，以使第二 DC電壓Vdc2保持恒定。因而通過使用觸發(fā)角控制來獲得第二 DC電壓VDC2。在這里，也可通過下者來完成這一點，即，獲得來自DC輸電線14的第二端的第二 DC測量電壓，比較第
二DC測量電壓與目標(biāo)電壓，以及基于差來提供用于觸發(fā)換流閥中的晶閘管的控制信號。由于第二換流器26是逆變器，所以在這里也清楚的是，第二控制單元28執(zhí)行對換向的邊界的調(diào)節(jié)。但是，應(yīng)當(dāng)始終保持最小的換向的邊界。因此第二控制單元26獲得來自第二 AC輸電線32的第二 AC測量電壓Vm2 (步驟46)。在這里也通過使用傳統(tǒng)測量單元來獲得這些測量。然后第二控制單元28比較第二 AC測量電壓Vm2與第二參考電壓Vkef2(步驟48)，而且如果這個測量電壓Vm2高于第二參考電壓Veef2 (步驟50)，則第二控制單元28通過使用原始目標(biāo)來改變觸發(fā)角，來繼續(xù)控制換流閥。但是，如果測量的第二 AC電壓Vm2低于第二參考電壓Vkef2 (步驟50)，則第二控制單元28基于第二 AC測量電壓Vm2和第二參考電壓Vkef2之間的關(guān)系，S卩，以與針對第一控制單元所描述的相同的方式，降低第二 DC電壓Vdc2 (步驟52)。在第二 DC電壓已經(jīng)充分降低之后，第二控制單元28之后繼續(xù)且改變換向邊界，以獲得與新目標(biāo)相應(yīng)的第二 DC電壓(步驟44)。如果測量的AC電壓上升到參考電壓之上，則可再次使用原始目標(biāo)。在本發(fā)明的這個第一實施例中，以上面描述的方式控制第一換流器和第二換流器兩者的所有換流閥，以通過使用觸發(fā)角控制來提供DC電壓。在普通的觸發(fā)角控制期間，可行的是，在正常觸發(fā)角控制期間，每個觸發(fā)角可在5度-75度的范圍中。因為以這種方式而非通過使用抽頭變換器來控制DC電壓，所以可提供沒有調(diào)節(jié)繞組的第一變壓器和第二變壓器，而且因此可使用較小且體積較小的變壓器。當(dāng)將在非常高的電壓等級(諸如1000 kV或1200 kV)下使用換流站時，這是非常重要的。然后變壓器可具有較簡單的設(shè)計，并且從而易于生產(chǎn)。這也產(chǎn)生易于運輸?shù)淖儔浩鳎谄渌那闆r下運輸可能是困難的，或者有時甚至不可能的。通過觸發(fā)角控制，使線路的直流電壓保持恒定是可行的。但是，使用觸發(fā)角控制將導(dǎo)致無負(fù)載電壓增加，并且從而提高換流器的無功功率消耗。這又導(dǎo)致變壓器功率定額增力口。通過如上面描述的那樣降低DC電壓來降低變壓器的這個過高定額。存在可由本發(fā)明形成的許多變型。首先在這里應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，省略如上面提到的那樣降低DC電壓是可行的。在整流器和逆變器兩者中，或者僅在它們中的一個中，可省略這種類型的DC電壓降低。然后可為必要的是，將目標(biāo)電壓的變化傳遞給其它換流器，以便在DC輸電線上維持
期望電壓差。還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，換流站中的一個(例如第二換流站)可采用傳統(tǒng)控制來獲得DC電壓，即，通過使用調(diào)節(jié)繞組的抽頭變換器控制，而其它換流站則使用觸發(fā)角控制。此外甚至進一步改變有創(chuàng)造性的概念是可行的，其中抽頭變換器控制與觸發(fā)角控制結(jié)合，以便提供DC電壓?，F(xiàn)在將參照圖4來描述這樣的情況。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的第一換流站12的一部分的電路圖。在圖4中有第一組SI和第二組S2換流閥元件。這些換流閥元件由半導(dǎo)體元件構(gòu)成，而且在這里示出的實施例中，換流閥元件由晶閘管構(gòu)成。在這里，在換流站12的第一換流器20A中提供第一組，而在換流站12的另一個換流器20B中提供第二組。在圖4中，每個換流器的換流閥元件串聯(lián)連接，以形成相腳。在圖4中對每個換流器示出了僅一個相腳，以便提供本發(fā)明的較清楚的理解。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，通常有更多這樣的彼此并聯(lián)的相腳，例如兩個。在連接的第一 AC輸電線為三相輸電線的情況下(這是正常情況)，在每個換流器中有三個相腳。在這里，第一換流器20A連接在第一 DC輸電線14和中間點之間，而另一個換流器20B則連接在地線和中間點之間。圖4還公開兩個變壓器(第一變壓器18A和另一個變壓器18B)。變壓器18A和18B兩者都具有連接到第一 AC輸電線的一次繞組和連接到相腳的二次繞組。在AC系統(tǒng)為三相系統(tǒng)的情況下，因而有三個一次繞組和三個二次繞組。如之前提到的那樣，換流閥元件與彼此串聯(lián)連接。在這個例示圖中，此外，存在第一換流閥元件CV1、第二換流閥元件CV2、第三換流閥元件CV3和第四換流閥元件CV4串聯(lián)地連接在DC輸電線14的第一端和地線之間。這意味著第四換流閥元件CV4在第一端處連接到地線，而在第二相對端處連接到第三換流閥元件CV3的第一端。第三換流閥元件CV3具有連接到第二換流閥元件CV2的第一端的第二端，第二換流閥元件CV2的第二端連接到第一換流閥元件CVl的第一端。第一換流閥元件CVl的第二端連接到DC輸電線14的第一端。第一變壓器18A連接到第一換流閥元件CVl和第二換流閥元件CV2之間的接合部，而另一個變壓器18B則連接到第三換流閥元件CV3和第四換流閥元件CV4之間的接合部。在這里，第一換流閥元件CVl和第二換流閥元件CV2形成第一換流器20A中的第一組SI換流閥元件，而另一個換流器20B中的第三換流閥元件CV3和第四換流閥元件CV4形成第二組S2換流閥元件。在這個實施例中，因而第一組和第二組中有兩個換流閥元件。但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，在兩組中有更多或更少的換流閥元件是可行的。第一組換流閥元件在一個端(在第一換流閥元件CVl的第二端處)被提供最高的可能電勢，該最高的可能電勢是第一 DC電壓Vio的電勢，并且第一組換流閥元件在相對端處(在第一組和第二組換流閥元件之間的中間點或接合部處)被提供較低的電勢。由于第一變壓器18A和另一個變壓器18B連接到換流閥元件的方式，第一變壓器18A在最高電勢運行，而另一個變壓器18B則在較低的電勢運行。由于另一個變壓器18B在較低的電勢運行，所以可使另一個變壓器18B比第一變壓器18A更小。因此另一個變壓器18B也可配備有調(diào)節(jié)繞組，在這里就是這樣的情況，而第一變壓器18A則缺少這樣的調(diào)節(jié)繞組。此外抽頭變換器54連接到這個調(diào)節(jié)繞組(未示出)。在本發(fā)明的這個第二實施例中，抽頭變換器控制與觸發(fā)角控制結(jié)合。通過下者來完成這一點，即，第一控制單元22對抽頭變換器54提供控制信號，以使另一個變壓器18B促成在第一組和第二組換流閥之間的接合部處的較低的電勢，而同時，提供控制信號，以觸發(fā)第一組SI換流閥中的換流閥CVl和CV2。照這樣，可看到的是，第一控制單元22結(jié)合控制，使得通過使用抽頭變換器來控制在較低的電勢上運行的另一個變壓器18B，以作出第一作用，并且通過控制換流閥的觸發(fā)角來控制連接到第一變壓器18A的第一組SI的第一換流閥CVl和第二換流閥CV2，以作出第二作用，其中，該作用共同形成期望DC電壓。因而在整流器中可看到的是，抽頭變換器控制與延遲角控制結(jié)合，以提供第一 DC電壓VDa。從而，實現(xiàn)了簡化頂層電壓換流器變壓器設(shè)計，同時仍然可實現(xiàn)站的常規(guī)抽頭變換器控制。在第二實施例中，在不同的換流器中提供第一組和第二組換流閥。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，作為備選方案，可在同一換流器中提供它們。在這里也可行的是，第一控制單元22比較AC測量電壓與參考電壓，并且取決于這個比較來改變目標(biāo)電壓。在這里還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可按與上面描述的第一換流站相同的方式實現(xiàn)第二換流站，并且從而認(rèn)識到，第二控制單元結(jié)合抽頭變換器控制與換向邊界控制。在這個第二實施例的變型中，還可行的是，另外的換流閥組連接到?jīng)]有調(diào)節(jié)繞組的變壓器，并且受到相位角控制。而且還可行的是或者改為可行的是，另外的換流閥組連接到有調(diào)節(jié)繞組的變壓器，其中，使用抽頭變換器來控制繞組?？捎迷S多不同的方式實現(xiàn)控制單元。例如可用承載實現(xiàn)上面描述的控制功能性的計算機程序代碼的計算機的形式來實現(xiàn)控制單元。也可將本發(fā)明提供為計算機程序產(chǎn)品，計算機程序產(chǎn)品包括承載計算機程序代碼的計算機可讀裝置，諸如存儲器，例如承載上面提到的程序代碼的光盤驅(qū)動器盤或記憶棒。當(dāng)載體加載到計算機中時，計算機程序產(chǎn)品的程序代碼執(zhí)行本發(fā)明的功能性。也可在服務(wù)器中提供功能性，并且從服務(wù)器中將功能性下載到起控制單元的作用的計算機。根據(jù)前面的論述，顯而易見的是，本發(fā)明可按多種方式改變。因此應(yīng)認(rèn)識到，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種直流電力系統(tǒng)(10)中的換流站(12 ; 16)，所述換流站連接在交流輸電線(30 ；32)和直流輸電線(14)之間，所述換流站包括: 變壓器(18 ；24 ；18A), 換流器(20 ;26 ;20A)，其配備有換流閥(CV1，CV2)，至少第一組(SI)換流閥(CV1，CV2)連接到所述變壓器，以及 控制單元(22)，其配置成控制所述換流站，以在所述直流輸電線的一端處提供DC電壓(VDC1 ;VDC2)，和另一個換流站(16 ；12)在所述直流輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓(VDC2 ；VDC1) 一起，來促成電壓差的形成，以使得能夠在所述直流輸電線上饋送功率， 其特征在于，所述控制單元配置成控制所述換流器，以通過使用連接到所述變壓器(18A)的所述換流閥(CV1，CV2)的觸發(fā)角控制來提供DC電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換流站，其中，所述控制單元配置成獲得連接到所述換流站的AC輸電線的測量電壓(VM1，Vm2)，比較所述測量電壓與參考電壓(Vkefi，Veef2)，以及如果所述測量電壓低于所述參考電壓，則降低所述DC電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換流站，其中，所述控制單元配置成根據(jù)所述測量電壓和所述參考電壓之間的關(guān)系來降低所述DC電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的換流站，其中，所述參考電壓設(shè)置成對應(yīng)于在最小觸發(fā)角值處的所述交流輸電線的電壓。
5.5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的換流站，所述變壓器(18A)僅連接到第一組(SI)換流閥(CV1，CV2)，并且在最高的可能電勢運行，并且所述換流站進一步包括:另一個變壓器(18B)，其具有調(diào)節(jié)繞組、連接到所述換流站的第二組(S2)換流閥(CV3，CV4)、并且在較低的電勢運行；以及連接到所述調(diào)節(jié)繞組的抽頭變換器(54)，其中，所述控制單元配置成通過所述調(diào)節(jié)繞組的抽頭變換器控制來控制所述另一個變壓器，以便促成所述DC電壓。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的換流站，其中，所述換流器是整流器，并且所述控制單元配置成使用延遲角控制來控制連接到所述變壓器的閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項所述的換流站，其中，所述換流器是逆變器，并且所述控制單元配置成使用換向邊界控制來控制連接到所述變壓器的閥。
8.一種用于控制直流電力系統(tǒng)(10)中的換流站(12 ；16)提供的DC電壓的方法，所述換流站連接在交流輸電線(30 ；32)和直流輸電線(14)之間并且包括: 變壓器(18;24;18A)，以及 換流器(20 ;26 ;20A)，其配備有換流閥(CV1，CV2)，至少第一組(SI)換流閥(CV1，CV2)連接到所述變壓器， 所述方法包括以下步驟: 控制(35 ；44)所述換流站，以通過使用觸發(fā)角控制來控制連接到所述變壓器的整流器換流閥，來在所述DC輸電線的一端處提供DC電壓(VDa ;VDC2)，以便和另一個換流站(16 ；12)在所述直流輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓(VDC2 ；VDC1) 一起，來促成電壓差的形成，以使得能夠在所述直流輸電線上饋送功率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，所述方法進一步包括以下步驟:獲得(36；46)所述AC輸電線的測量電壓(VM1 ；Nk)，比較(38 ；48)所述測量電壓與參考電壓(VKEF1，Veef2)，以及如果所述測量電壓低于所述參考電壓，則降低(42 ；52)所述DC電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，降低(42；52)所述DC電壓的步驟包括根據(jù)所述測量電壓和所述參考電壓之間的關(guān)系來降低所述DC電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其中，所述參考電壓設(shè)置成對應(yīng)于在最小觸發(fā)角值處的所述交流輸電線的電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中的任一項所述的方法，其中，所述變壓器(18A)僅連接到第一組(SI)換流閥(CV1，CV2)，并且在最高的可能電勢運行，而且所述換流站進一步包括:另一個變壓器(18B)，其具有調(diào)節(jié)繞組、連接到第二組(S2)換流閥(CV3，CV4)并且在較低的電勢運行；以及連接到所述調(diào)節(jié)繞組的抽頭變換器(54)，其中，控制步驟包括通過所述調(diào)節(jié)繞組的抽頭變換器控制來控制所述另一個變壓器，以便促成所述DC電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一項所述的方法，其中，所述換流器是整流器，并且通過改變所述觸發(fā)角來進行控制的步驟包括使用延遲角控制來控制連接到所述變壓器的閥。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至12中的任一項所述的方法，其中，所述換流器是逆變器，并且通過改變所述觸發(fā)角來進行控制的步驟包括使用換向邊界控制來控制連接到所述變壓器的閥。
15.一種用于控制直流電力系統(tǒng)(10)中的換流站(12 ；16)提供的DC電壓的計算機程序產(chǎn)品，所述換流站連接在交流輸電線(30 ；32)和直流輸電線(14)之間并且包括變壓器(18 ；24 ；18A)和配備有換流閥(CV1，CV2)的換流器(20)，至少第一組(SI)換流閥(CV1，CV2)連接到所述變壓器，所述計算機程序產(chǎn)品包括承載計算機程序代碼的計算機可讀裝置， 所述程序代碼配置成控制所述換流站，以通過使用觸發(fā)角控制來控制連接到所述變壓器的所述換流閥，來在所述DC輸電線的一端處提供DC電壓(Vio ；VDC2)，以便和另一個換流站(16 ；12)在所述直流 輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓(VDC2 ；VDC1) 一起，來促成電壓差的形成，使得能夠在所述直流輸電線上饋送功率。
16.一種連接在第一交流輸電線和第二交流輸電線(30，32)之間的直流電力系統(tǒng)(10),所述直流電力系統(tǒng)包括: 第一換流站(12)，其具有第一變壓器(18 ;18A)、第一控制單元(22)，以及配備有換流閥(CV1，CV2)的整流器(20 ;20A)，至少第一組(SI)換流閥(CV1，CV2)連接到所述第一變壓器， 第二換流站(16)，其具有第二變壓器(24)、第二控制單元(28)，以及配備有換流閥的逆變器(26)，至少第一組換流閥連接到所述第二變壓器， 直流輸電線(14)，其具有連接到所述第一換流站的第一端和連接到所述第二換流站的A-Ap ~.上山弟一觸， 其中，所述第一控制單元(22)配置成控制所述第一換流站，以在直流輸電線的第一端處提供第一 DC電壓(Vdci)，而所述第二控制單元配置成控制所述第二換流站，以在所述直流輸電線的第二端處提供第二 DC電壓(Vdc2)，以提供在所述直流輸電線上饋送功率的電壓差， 其特征在于，所述第一控制單元配置成控制所述整流器，以使用連接到所述第一變壓器的整流器換流閥的延遲角控制，來提供所述第一 DC電壓，并且所述第二換流器配置成控制所述逆變器，以使用連接到所述第二變壓器的換流閥的換向邊界控制，來提供所述第二DC電壓。 ·
全文摘要
一種連接在交流輸電線(30)和直流輸電線(14)之間的、直流電力系統(tǒng)(10)中的換流站(12)包括變壓器(18)；配備有換流閥的換流器(20)，至少第一組換流閥連接到變壓器；以及控制單元(22)，其控制換流站，以在直流輸電線的一端處提供DC電壓(VDC1)，和另一個換流站(16)在直流輸電線的相對端處產(chǎn)生的另一個DC電壓(VDC2)一起，來促成電壓差的形成，以使得能夠在直流輸電線上饋送功率?？刂茊卧刂茡Q流器，以通過使用連接到變壓器的換流閥的觸發(fā)角控制來提供DC電壓。
文檔編號H02J3/36GK103181070SQ201080069834
公開日2013年6月26日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者G.弗利斯貝格, U.阿斯特倫 申請人:Abb 技術(shù)有限公司