yb全站体育app南澳柔性高压直流示范工程换流站起停策略及运行分析陈涛、卢海明（广东电网公司汕头供电局，广东汕头515041）摘要：柔性高压直流输电输电基于脉宽调制电压源型新一代变流器直流输电是实现大型风电场与主电网稳定连接最具潜力的输电方式南方多端柔性直流输电工程澳大利亚基于模块化多电平换流拓扑，换流站系统采用基于换流站自励充电的站间协调控制启停策略，本文分析了基本控制方法和启停换流站上行回路，讨论了多端柔性直流系统的启停策略和启停策略uth 澳大利亚。运行步骤，并通过对启停运行的分析，得到表征状态变化的功率值。关键词：柔性直流输电；南澳多端HVDC-柔性换流站模块化多级启停策略及运行分析陈涛，陆海明（广东汕头515041，汕头供电局） 摘要：HVDC-Flexible是新一代基于HVDC输电的PWM控制电压源变流器（VSC），是大型风电场与主网之间的稳定链接，是最具潜力的输电方式。南澳多端高压直流柔性工程是基于模块化多电平换流器拓扑的三站系统，系统采用基于自充电换流器的站间协调控制策略。分析了换流站的基本控制方式和启动电路，讨论了南澳多端高压直流柔性系统的启停策略和运行步骤。并通过对启停运行的分析得到状态功率值变化的表征。模块化多电平转换器；启动和停止策略；启停运行1 引言 柔性直流输电（HVDC--Flexible）模块化多电平变流器，MMC）换流站，直流电压为±160 kV，接线方案如图1所示[3]。

项目建成后，风电场将通过柔性直流输电系统接入南澳电网和汕头市主电网，将风电场电能安全输出，保障全市供电安全南澳岛，减少风电波动对当地薄弱电网的影响。图1 南澳高压直流柔性输电示范项目系统连接方案讨论了换流站的停机策略和运行。进行关键操作项分析，得到表征换流站启停过程中状态变化的电量。 2 换流站主接线及其控制方式南澳HVDC-Flexible系统三个换流站主接线相同。 、阀电抗器、启动电阻、连接变压器、开关柜、直流电抗器、测量装置等设备（图。子模块级联（浦城147金牛、青澳220））关断、反并联二极管、电容等元件。柔性直流换流站一般有3种基本控制方式：1）恒直流电压控制，即控制直流极电压和无功功率接入交流系统；2）恒功率控制，即控制接入交流系统的有功和无功功率；3）定式交流电压控制，即控制交流系统的电压和频率接入交流系统。方法1）和2）适用于连接有源交流网络，方法3）适用于为无源网络供电。

HVDC--柔性系统是一个接收端和两个发送端的系统。不考虑直流电压控制的切换，而是采用单点直流电压控制策略，即选择换流站的一端进行恒直流电压控制。如果恒直流电压控制的换流站交流侧发生故障等暂态扰动，恒功率控制的换流站仍会跟踪故障前的有功功率指令，将有功功率注入（或汲取）到直流系统。不平衡使直流侧电容快速充放电，使直流电压在较大范围内波动。因此，要求尽可能选择容量较大的换流站，并采用恒压直流系统。综合以上，考虑南澳多端柔性直流系统的控制方式：塑城站直流电压固定，金牛站、青澳站功率固定（若南澳'ao在孤岛上运行，采用恒压交流控制）。在这种控制方式下，塑料城站一旦出现故障或停机，整个系统必须停机。 3 换流站HVDC--柔性系统的启停策略 换流站启动时，必须先在直流侧建立一定的直流电压，预充电常采用自励方式。预充电方式有两种： 1） 所有 IGBT 被阻断，所有子模块电容同时充电。该方法对不受控的二极管进行充电中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，在此过程中电容电压达不到稳定工作时的电压值，然后切换到直流电压控制； 2）桥臂子模块依次充电。该方法控制子模块的开关元件，当充电子模块的测量电容电压达到额定电压值时，对下一个子模块进行充电。

yb全站体育appMMC各子模块电容电压为零，换流阀内IGBT处于关断状态。由于MMC变换器中的电容很大，当交流侧断路器闭合时，电路中会产生很大的浪涌电流。冲击电压。为了防止MMC换流阀因过大的浪涌电流和浪涌电压而损坏，必须设置启动电路。图3 MMC转换器启动时的电流电路图 启动电路如图3所示，由启动电阻R和旁路开关并联组成。启动电阻R用于限制子模块电容的充电电流中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，减少柔性直流系统上电时对交流系统的干扰和换流阀上二极管的应力。选择依据如下：充电电流小于或等于一次设备的额定电流；变换器启动过程中电流电压平稳过渡；启动电阻吸收的能量必须满足三站同时充电的要求。根据南方电网研究院换流站启动电路专题报告中描述的计算结果[5]，启动电阻的电阻值选择如表1所示；在MMC转换器的电容电压稳定后使用旁路开关。 ，短接分流电阻以降低损耗，本项目选用容性电流为2A的隔离开关。此外，启动过程中电容器的充电速度和充电电流还取决于交流系统的短路容量、换流变压器和连接电抗器的电抗、直流侧等效电容器的大小。 ，变压器二次侧的电压和输入时间。流量站采用有载调压变压器，可调节抽头，使阀侧电压最低，以降低启动电流[6]。表1 各换流站的启动电阻值 换流站青澳站、金牛站、苏城站的启动电阻 设置限制了启动过程中电容器充电过程中可能出现的过流和过压。

为解决这一问题，采用基于换流站自励充电和站间协调控制的两阶段换流站充电启动策略。其基本思想是：在启动的第一阶段，通过串联一个充电电阻对MMC换流阀的直流电容进行充电，以限制启动初期的过电流。直流电压达到阈值后中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，充电结束，启动进入第二阶段。此时换流器具有一定的可控性，执行充电任务的换流站转入恒直流电压控制模式，完成对电容器持续充电的任务，直至直流电压达到预设水平，然后转换系统中的其他电流。站准备从启动控制模式切换到正常运行模式，以消除切换工作模式时可能出现的过流和其他现象的不利影响。对于南澳高压直流柔性项目，系统只有在苏城站没有故障时才会投入运行。因此，设计的启动策略是：在直流线路保持接通的情况下，苏城、金牛和青澳站将按照上述第一阶段运行。给电容器充电，然后苏城站按照上述第二阶段将电容器充电至额定值（即直流电压固定，无功功率参考值可设置为零）。直流电压达到额定值后中国南澳柔性多端直流输电工程 西门子，金牛、青澳站直接按恒功率控制方式运行。 5 南澳三端换流站启动运行分析 换流站启动前，南澳电网和汕头澄海电网将采用交流电网运行。在控制模式下，有功功率在三站之间的传输是平衡的，无功功率在各站与所连接的交流系统之间进行交换。

为了保持柔性直流输电系统的功率平衡关系，启动操作必须按照说明先启动逆变站，再启动整流站。假设开机前已接通直流线路，开机过程如图4所示。 操作步骤 分析如下： 封锁各换流站。荷苏城站交流进线开关，苏城站交流电源给苏城换流站阀子模块的电容充电。假设交流侧b相电压高于a相电压，得到的充电电流方向如图3中箭头所示。设Ulm为速成交流线电压峰值站，则MMC变流器各子模块的电容电压可充电至2Ulm/x（x为MMC变流器单相子模块数量），直流母线电压为Ulm； ，Ulm通过直流线路对金牛站和青澳站MMC变流子模块的电容电压充电，其值可以充电到Ulm/x。合金牛和青澳交流进线开关，金牛站和青澳站交流电源将继续为本站阀门子模块电容器充电。当充电电流小于2A时，启动各换流站的电阻旁路隔离开关。待直流电压稳定后，苏城站解锁。解锁后，苏城站将由恒定直流电压（320 kV）控制，每个子模块的电容器电压将被充电至所需值。南澳项目为320 kV/x。此时青澳、金牛站各子模块的电容电压也将达到要求值。必需的值。直流电压控制在额定电压后，金牛、青澳站解锁。解锁后，根据调度下达的功率设定值控制有功功率和无功功率。至此，整个系统已经启动，HVDC--flexible system并入电网。

yb全站体育app另外，如果直流线路处于维护状态，每个换流站都可以作为独立的STATCOM模式并入电网。启动时，本地站的阀子模块电容器由本地站的交流电源充电，然后各换流站运行。由恒定直流电压、无功功率或交流电压控制，启动过程如图5所示。 图4 三端系统启动流程图图5 STATCOM模式下各站启动流程图停机期间，为保持柔性直流输电系统的功率平衡，停机操作先整流站，后逆变站。 断开青澳站交流进线开关。打开启动电阻旁路隔离开关，打开直流侧隔离开关，青澳站停机。封锁 Taurus 换流站。断开金牛站交流进线开关。打开启动电阻旁路隔离开关，打开直流侧隔离开关，金牛站停机。封锁宿城站换流站。断开宿城站交流进线开关。打开启动电阻旁路隔离开关，打开直流侧隔离开关，塑料城站停止运行。至此，HVDC-flexible 系统与交流电网隔离，换流站隔离，系统停止服务。另外，当控制系统出现故障，不能发出闭锁脉冲时，也可以按照上述步骤的顺序，直接断开各站的交流进线开关，停止各站的运行；万一发生事故，应急控制和保护系统完备。停机，也可以直接封堵塑料城换流站。此时青澳、金牛站将被封锁，然后断开各站交流进线开关。

yb全站体育app图6 三端系统停运流程图 7 结语 本文以南澳三端柔性直流系统换流站的主要设备接线及MMC换流器启动电路为基础，在讨论的基础上本项目的基本控制方法和原理，获取了南澳三端柔性直流系统换流器的启停过程和关键运行项目，分析了表征启动过程中运行状态变化的电气特征量-换流站的停机过程，以便于系统的启停运行和运行。人员协助控制工作条件。参考文献 [1] 李庚银，吕鹏飞，李光凯等．轻型高压直流输电技术的发展与展望[J]．电力系统自动化, 2003, 27(4): 77-812011, 32(5): 62-66 作者简介：陈涛(1980—)33