本發(fā)明涉及直流輸電，特別涉及一種混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與運(yùn)行策略。

背景技術(shù)：

1、高壓直流輸電從某地輸送到另一地，輸送過程中為高壓直流，到某地后要轉(zhuǎn)換成當(dāng)?shù)乜墒褂玫碾妷海@個地點(diǎn)就是落點(diǎn)。隨著輸送容量需求的增加，在負(fù)荷中心開始出現(xiàn)越來越多的直流落點(diǎn)，從而形成了多饋入直流(multi-infeed?direct?current，midc)輸電系統(tǒng)。midc的快速發(fā)展在一定程度上滿足了日益增長的能源輸送需求。

2、但直流落點(diǎn)的增加也導(dǎo)致電網(wǎng)的耦合特性更加復(fù)雜，多饋入直流系統(tǒng)中直流逆變側(cè)不同層閥組間以及不同直流間均存在電氣耦合，系統(tǒng)暫態(tài)特性更為復(fù)雜，多饋入直流系統(tǒng)中除了故障端閥組的首次、后續(xù)換相失敗問題以外，還增加了非故障端閥組的并發(fā)換相失敗問題，系統(tǒng)換相失敗問題尤為突出。一旦受端電網(wǎng)發(fā)生短路故障，可能引發(fā)多個逆變站發(fā)生同時換相失敗或相繼換相失敗，導(dǎo)致多回直流線路傳輸功率中斷，嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，發(fā)明人做出本發(fā)明，通過具體實(shí)施方式，提供一種混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與運(yùn)行策略。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述混合多饋入直流系統(tǒng)分區(qū)饋入受端交流系統(tǒng)，至少一個受端交流系統(tǒng)的逆變器為hcc換流器，所述hcc換流器為lcc換流器中部分或全部晶閘管替換為全控型器件。

3、可選的，所述混合多饋入直流系統(tǒng)包括多個受端交流系統(tǒng)，每個受端交流系統(tǒng)包括整流器和逆變器，每個受端交流系統(tǒng)與電氣距離鄰近的換流母線連接，所述換流母線通過電壓源換流器與柔性直流電網(wǎng)連接。

4、可選的，所述hcc換流器中至少一個單閥包括主動關(guān)斷晶閘管閥串或混合型晶閘管閥串，所述主動關(guān)斷晶閘管閥串包括多個串聯(lián)的全控型器件，所述混合型晶閘管閥串包括串聯(lián)的晶閘管和全控型器件。

5、可選的，所述單閥還包括分離式避雷器、靜態(tài)均壓電阻和動態(tài)均壓回路，至少一個全控型器件分別并聯(lián)所述分離式避雷器、靜態(tài)均壓電阻和動態(tài)均壓回路。

6、可選的，所述動態(tài)均壓回路包括串聯(lián)的電容和電阻。

7、可選的，所述全控型器件為逆阻igct，在換相失敗時所述逆阻igct進(jìn)行主動關(guān)斷，進(jìn)行強(qiáng)迫換流。

8、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，包括以下步驟：

9、在混合多饋入直流系統(tǒng)中，當(dāng)檢測到故障時，增加hcc換流器和/或新能源發(fā)電裝置的無功輸出功率，進(jìn)行無功動態(tài)支撐。

10、可選的，檢測故障，包括以下步驟：按設(shè)定的周期或?qū)崟r監(jiān)測相鄰lcc直流輸電系統(tǒng)換流母線電壓與直流逆變側(cè)熄弧角，當(dāng)所述電壓小于0.8pu，或所述熄弧角小于10度時，確定故障發(fā)生。

11、可選的，所述混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，還包括以下步驟：當(dāng)滿足預(yù)設(shè)的恢復(fù)條件時，將增加無功輸出功率的hcc換流器和/或新能源發(fā)電裝置恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

12、可選的，恢復(fù)條件為相鄰lcc直流輸電系統(tǒng)換流母線電壓大于0.8pu，且直流逆變側(cè)熄弧角大于10度。

13、本發(fā)明實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案的有益效果至少包括：

14、一種混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過引入包括hcc換流器的hcc-hvdc系統(tǒng)，能夠在故障發(fā)生時為相鄰直流輸電系統(tǒng)提供無功功率補(bǔ)償，改善系統(tǒng)的運(yùn)行特性；通過分區(qū)饋入受端交流系統(tǒng)能夠解決多饋入直流輸電系統(tǒng)發(fā)生同時換相失敗或相繼換相失敗的問題，通過hcc-hvdc系統(tǒng)輸出無功功率和分區(qū)饋入受端交流系統(tǒng)，能夠解決非故障端閥組的并發(fā)換相失敗問題。

15、一種混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，能夠提升系統(tǒng)的動態(tài)無功支撐能力，從而抑制直流輸電系統(tǒng)連續(xù)換相失敗，并且可以部分或完全替代成本高、損耗大的無功補(bǔ)償設(shè)備，能夠減少無功補(bǔ)償設(shè)備的投資，減少無功補(bǔ)償設(shè)備的缺點(diǎn)對混合多饋入直流系統(tǒng)的影響，降低了混合多饋入直流系統(tǒng)設(shè)備成本和功率損耗。

16、上述混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行策略，能夠抑制換相失敗，對保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

17、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

18、下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

技術(shù)特征：

1.一種混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述混合多饋入直流系統(tǒng)分區(qū)饋入受端交流系統(tǒng)，至少一個受端交流系統(tǒng)的逆變器為hcc換流器，所述hcc換流器為lcc換流器中部分或全部晶閘管替換為全控型器件。

2.如權(quán)利要求1所述的混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述混合多饋入直流系統(tǒng)包括多個受端交流系統(tǒng)，每個受端交流系統(tǒng)包括整流器和逆變器，每個受端交流系統(tǒng)與電氣距離鄰近的換流母線連接，所述換流母線通過電壓源換流器與柔性直流電網(wǎng)連接。

3.如權(quán)利要求1所述的混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述hcc換流器中至少一個單閥包括主動關(guān)斷晶閘管閥串或混合型晶閘管閥串，所述主動關(guān)斷晶閘管閥串包括多個串聯(lián)的全控型器件，所述混合型晶閘管閥串包括串聯(lián)的晶閘管和全控型器件。

4.如權(quán)利要求3所述的混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單閥還包括分離式避雷器、靜態(tài)均壓電阻和動態(tài)均壓回路，至少一個全控型器件分別并聯(lián)所述分離式避雷器、靜態(tài)均壓電阻和動態(tài)均壓回路。

5.如權(quán)利要求4所述的混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述動態(tài)均壓回路包括串聯(lián)的電容和電阻。

6.如權(quán)利要求4所述的混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其特征在于，所述全控型器件為逆阻igct，在換相失敗時所述逆阻igct進(jìn)行主動關(guān)斷，進(jìn)行強(qiáng)迫換流。

7.一種混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，其特征在于，包括以下步驟：

8.如權(quán)利要求7所述的混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，其特征在于，檢測故障，包括以下步驟：

9.如權(quán)利要求7所述的混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，其特征在于，所述混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，還包括以下步驟：

10.如權(quán)利要求9所述的混合多饋入直流系統(tǒng)運(yùn)行策略，其特征在于，恢復(fù)條件為相鄰lcc直流輸電系統(tǒng)換流母線電壓大于0.8pu，且直流逆變側(cè)熄弧角大于10度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與運(yùn)行策略?；旌隙囵伻胫绷飨到y(tǒng)分區(qū)饋入受端交流系統(tǒng)，至少一個受端交流系統(tǒng)的逆變器為HCC換流器，HCC換流器為LCC換流器中部分或全部晶閘管替換為全控型器件，能夠在故障發(fā)生時為相鄰直流輸電系統(tǒng)提供無功功率補(bǔ)償，解決MIDC系統(tǒng)發(fā)生同時換相失敗或相繼換相失敗的問題，解決非故障端閥組的并發(fā)換相失敗問題。當(dāng)檢測到故障時，增加HCC換流器和/或新能源發(fā)電裝置的無功輸出功率，進(jìn)行無功動態(tài)支撐，能減少無功補(bǔ)償設(shè)備的缺點(diǎn)對混合多饋入直流系統(tǒng)的影響，降低設(shè)備成本和功率損耗。上述混合多饋入直流系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與運(yùn)行策略能夠抑制換相失敗，對保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：曾嶸,余占清,袁志昌,屈魯,趙彪,崔康生,崔健,施健,訾振寧,許超群,王松
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6