本發(fā)明涉及直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法。

背景技術(shù)：

高壓直流輸電與傳統(tǒng)的直流輸電相比，電壓等級(jí)更高，傳輸距離更大，輸送的容量更大，線路損耗更小，節(jié)省占地走廊，提高了運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。由于電壓等級(jí)的升高也對(duì)相關(guān)的電氣設(shè)備制造工藝和設(shè)備的外絕緣特性都提出了新的要求。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，高壓直流輸電工程一般采用雙12脈動(dòng)閥組串聯(lián)的接線方式，以保證直流輸電工程的穩(wěn)定運(yùn)行。

由于高壓直流的運(yùn)行方式較為復(fù)雜，例如，在兩端混合直流系統(tǒng)中，當(dāng)閥組交流側(cè)和閥組直流側(cè)的各個(gè)接線端間發(fā)生故障時(shí)，通常需要將發(fā)生故障的閥組退出主回路，以便對(duì)故障閥組進(jìn)行維修，但是，由于換流站中的各閥組是以串聯(lián)的接線方式運(yùn)行，因此，在將故障的閥組退出后，將導(dǎo)致整個(gè)換流站的停運(yùn)，這極大的影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，用于當(dāng)串聯(lián)的換流器主回路發(fā)生故障或由于絕緣問題需要降壓運(yùn)行時(shí)，可只停運(yùn)發(fā)生故障的單閥組，避免出現(xiàn)系統(tǒng)停運(yùn)的情況。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，所述混合直流輸電系統(tǒng)包括VSC換流站和LCC換流站，所述VSC換流站的兩端與對(duì)應(yīng)的所述LCC換流站的兩端通過直流輸電線路連接，所述VSC換流站包括串聯(lián)的多個(gè)第一閥組，所述LCC換流站包括串聯(lián)的多個(gè)第二閥組，所述混合直流輸電系統(tǒng)中閥組在線退出方法包括：

步驟S1：將VSC換流站中待退出第一閥組分別與斷路器和旁路隔離開關(guān)并聯(lián)；

步驟S2：使待退出第一閥組的電壓降為零；

步驟S3：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)第一閥組的電流轉(zhuǎn)移至待投入第一閥組并聯(lián)的斷路器；

步驟S4：閉鎖待退出第一閥組；

步驟S5：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)，斷開與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)斷路器的電流轉(zhuǎn)移至待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)，完成待退出第一閥組的退出；

步驟S6：保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對(duì)應(yīng)的LCC換流站中待退出第二閥組的旁通對(duì)投入，所述旁通對(duì)包括與第二閥組并聯(lián)的斷路器和旁路隔離開關(guān)；

步驟S7：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)第二閥組的電流轉(zhuǎn)移至待投入第二閥組并聯(lián)的斷路器；

步驟S8：閉鎖待退出第二閥組；

步驟S9：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)，斷開與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器，使流經(jīng)斷路器的電流轉(zhuǎn)移至待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)，完成待退出第二閥組的退出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法中，在VSC換流站中，由于待退出第一閥組分別與斷路器和旁路隔離開關(guān)并聯(lián)，這樣在第一閥組發(fā)生故障后，可由待退出的第一閥組所對(duì)應(yīng)的旁路隔離開關(guān)旁路，使工作電流經(jīng)隔離開關(guān)形成回路，完成待退出的第一閥組的退出，同時(shí)，保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對(duì)應(yīng)的LCC換流站中待退出第二閥組的的斷路器和旁路隔離開關(guān)并聯(lián)，同理，由待退出的第二閥組所對(duì)應(yīng)的旁路隔離開關(guān)旁路，使工作電流經(jīng)旁路隔離開關(guān)形成回路，完成待退出的第二閥組的退出；可見，通過本發(fā)明提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，由于在各閥組并聯(lián)了斷路器和旁路隔離開關(guān)，因此在將發(fā)生故障的單閥組退出后，能夠通過旁路隔離開關(guān)的旁路使工作電流經(jīng)隔離開關(guān)形成回路，而不會(huì)影響換流站中其他閥組的正常工作，保證了直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的流程圖；

圖2為與本發(fā)明實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的步驟S1對(duì)應(yīng)的待退出第一閥組的接線圖；

圖3為與本發(fā)明實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的步驟S3對(duì)應(yīng)的待退出第一閥組的接線圖；

圖4為與本發(fā)明實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組退出方法的步驟S5對(duì)應(yīng)的待退出第一閥組的接線圖。

附圖標(biāo)記：

B₁-斷路器， S₁-旁路隔離開關(guān)；

I_B-斷路器支路電流， I_FM-換流器出口電流；

I_S-旁路隔離開關(guān)支路電流。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法包括：

一種混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，混合直流輸電系統(tǒng)包括VSC換流站和LCC換流站，VSC換流站的兩端與對(duì)應(yīng)的LCC換流站的兩端通過直流輸電線路連接，VSC換流站包括串聯(lián)的多個(gè)第一閥組，LCC換流站包括串聯(lián)的多個(gè)第二閥組，混合直流輸電系統(tǒng)中閥組在線退出方法包括：

步驟S1：將VSC換流站中待退出第一閥組分別與斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁并聯(lián)；

步驟S2：使待退出第一閥組的電壓降為零；

步驟S3：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)第一閥組的電流轉(zhuǎn)移至待投入第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁；

步驟S4：閉鎖待退出第一閥組；

步驟S5：閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)S₁，斷開與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)斷路器B₁的電流轉(zhuǎn)移至待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)S₁，完成待退出第一閥組的退出；

步驟S6：保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對(duì)應(yīng)的LCC換流站中待退出第二閥組的旁通對(duì)投入，旁通對(duì)包括與第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁；

步驟S7：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)第二閥組的電流轉(zhuǎn)移至待投入第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁；

步驟S8：閉鎖待退出第二閥組；

步驟S9：閉合與待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)S₁，斷開與待退出第二閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)斷路器B₁的電流轉(zhuǎn)移至待退出第二閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)S₁，完成待退出第二閥組的退出。

通過上述混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法可知，在VSC換流站中，由于待退出第一閥組分別與斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁并聯(lián)，這樣在第一閥組發(fā)生故障后，可由待退出的第一閥組所對(duì)應(yīng)的旁路隔離開關(guān)S₁旁路，使工作電流經(jīng)旁路隔離開關(guān)S₁形成回路，完成待退出的第一閥組的退出，同時(shí)，保持VSC換流站中已退出第一閥組所在換流站的直流電壓不變，將與VSC換流站中已退出第一閥組相對(duì)應(yīng)的LCC換流站中待退出第二閥組的的斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁并聯(lián)，同理，由待退出的第二閥組所對(duì)應(yīng)的旁路隔離開關(guān)S₁旁路，使工作電流經(jīng)旁路隔離開關(guān)S₁形成回路，完成待退出的第二閥組的退出；可見，通過本實(shí)施例提供的混合直流系統(tǒng)中單閥組在線退出方法，由于在各閥組并聯(lián)了斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁，因此在將發(fā)生故障的單閥組退出后，能夠通過旁路隔離開關(guān)S₁的旁路使工作電流經(jīng)隔離開關(guān)形成回路，而不會(huì)影響換流站中其他閥組的正常工作，保證了直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

需要說明的是，本實(shí)施例中的混合直流系統(tǒng)可以采用雙端系統(tǒng)，也可以是多端系統(tǒng)，每端可以雙極運(yùn)行，也可以單極運(yùn)行，其中，每極均有多閥組構(gòu)成。并且，本實(shí)施例中混合直流系統(tǒng)中換流器為模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)，且MMC中子模塊為全橋子模塊，其中，MMC結(jié)構(gòu)因其具有模塊化機(jī)構(gòu)、開關(guān)頻率低、擴(kuò)展性強(qiáng)和無需濾波裝置等特點(diǎn)，在高電壓大容量VSC-HVDC工程中得到了越來越多的應(yīng)用。

需要強(qiáng)調(diào)的是，步驟S1-S5和步驟S6-S9的順序可根據(jù)實(shí)際情況作出適應(yīng)性調(diào)整，例如，先對(duì)LCC換流站中待投入第二閥組在線退出，之后再對(duì)VSC換流站中待投入第一閥組在線退出。

具體的，如圖2所示，上述步驟S1中將待退出第一閥組分別與斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁并聯(lián)時(shí)，斷路器B₁和旁路隔離開關(guān)S₁均為斷開狀態(tài)，此時(shí)電流經(jīng)待退出第一閥組流過；之后，將待退出第一閥組的電壓降為零，然后進(jìn)入步驟S3，如圖3所示，閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，閉鎖待退出第一閥組，使流經(jīng)待退出第一閥組的電流轉(zhuǎn)移至斷路器B₁，然后進(jìn)入步驟S5，如圖4所示，閉合與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)S₁，斷開與待退出第一閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使流經(jīng)斷路器B₁的電流轉(zhuǎn)移至與待退出第一閥組并聯(lián)的旁路隔離開關(guān)S₁，完成待退出第一閥組的退出，得到待退出第一閥組；同理，LCC換流站中待退出第二閥組的退出過程與VSC換流站待退出第一閥組的退出過程相同，在此不再贅述。本實(shí)施例通過旁路隔離開關(guān)S₁和斷路器B₁的投切配合實(shí)現(xiàn)了單閥組的退出，這是因?yàn)榕月犯綦x開關(guān)S₁沒有專門的滅弧裝置，不具備斷流能力，所以在退出相應(yīng)的單閥組時(shí)，本實(shí)施例通過先閉合與該單閥組并聯(lián)的斷路器B₁，使電流從待退出單閥組轉(zhuǎn)移至斷路器B₁，然后再閉合旁路隔離開關(guān)S₁，斷開斷路器B₁，使電流從旁路隔離開關(guān)S₁流過，這樣能夠在不影響換流站運(yùn)行的情況下，使發(fā)生故障的單閥組退出，提高了直流輸電系統(tǒng)的可靠性。

值得注意的是，上述步驟S2使待退出第一閥組的電壓降為零時(shí)，需保持其余單閥組的電壓不變，以避免影響整個(gè)換流站的正常運(yùn)行。

需要說明的是，上述實(shí)施例的步驟S2中，使待退出第一閥組的電壓降為零的方法為：逐步增大待退出第一閥組的觸發(fā)角以使第一閥組的電壓降為零，在具體實(shí)施的過程中，可將待退出第一閥組的觸發(fā)角增大至90度，使第一閥組的電壓降為零。

為了使待退出第二閥組的旁通對(duì)投入的方法多種多樣，所述步驟S6中，將待退出第二閥組的旁通對(duì)投入的方法包括：

當(dāng)VSC換流站和LCC換流站之間通信通道正常，根據(jù)主控站發(fā)出的指令，待退出第二閥組接收指令并投入該閥組所對(duì)應(yīng)的旁通對(duì)；

當(dāng)VSC換流站和LCC換流站之間通信通道故障，第二閥組的電壓低于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，投入該閥組所對(duì)應(yīng)的旁通對(duì)。

可見，本實(shí)施例給出了多種待退出第二閥組的旁通對(duì)投入的方法，當(dāng)VSC換流站和LCC換流站之間通信通道正常，待退出第二閥組能夠根據(jù)主控站的指令，執(zhí)行待退出第二閥組所對(duì)應(yīng)的旁通對(duì)動(dòng)作，此時(shí)，可完成待退出第二閥組的退出，但是，當(dāng)VSC換流站和LCC換流站之間通信通道故障時(shí)，由于待退出第二閥組無法接收到主控站的指令，因此，本實(shí)施例可采用第二種待退出第二閥組的旁通對(duì)投入的方法，即第二閥組的電壓低于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，自動(dòng)投入該閥組所對(duì)應(yīng)的旁通對(duì)，完成待退出第二閥組的退出；可見，通過上述待退出第二閥組的旁通對(duì)投入的方法，能夠保證待退出第二閥組及時(shí)的退出，從而不會(huì)影響換流站中其他閥組的正常工作，保證了直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

在上述實(shí)施方式的描述中，具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)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)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。