一種向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法
【專利摘要】本發明公開了一種向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法，其特點是整流側采用兩個6脈動電流源換流器，逆變側采用一個6脈動電壓源換流器，建立偽雙極直流輸電系統。整流側采用定電流控制方式，逆變側采用定交流電壓-直流電壓控制方式，在穩定功率傳輸的同時，保證了受端系統的電壓穩定性，從而使這種新型直流輸電系統向無源網絡和弱交流網絡供電成為可能。該方法與柔性直流輸電相比，降低了輸電成本；與傳統直流輸電相比，能實現無源網絡供電；本發明提出的新型直流輸電系統具有較高的暫態穩定性。
【專利說明】一種向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法，屬于高壓直流輸電領域。
【背景技術】
[0002]直流輸電系統可分為兩種類型:所有換流站均由傳統的基于晶閘管電流源換流器構成的直流輸電系統(CSC-HVDC);所有換流站均由基于全控元件電壓源換流器構成的直流輸電系統(VSC-HVDC)。目前，世界上正在運行的直流輸電系統幾乎都是CSC-HVDC系統，但由于采用晶閘管構成的電流源換流器，其交流側系統必須具有一定強度的系統，當一端接入弱交流系統時，就會極大影響整個直流系統的運行特性。近年來在大城市供電、海洋風力發電、優質電能庫方面，VSC-HVDC輸電系統得到了深入的研究。
[0003]傳統直流輸電換流器由晶閘管構成，基于自然換相的電流源換流器(CurrentSourceConverter, CSC),僅適用于具有一定短路比的電力系統，不能向弱交流系統和無源負荷中心供電。基于電壓源換流器(Voltage Source Converter, VSC)輕型直流輸電技術(VSC-HVDC)可以工作在無源逆變狀態、實現有功功率和無功功率的傳輸、提高交流系統穩定性、輸出電壓波形好、功率因數高、諧波小等優點，但鑒于電力電子技術的局限，VSC-HVDC投資成本較高，故而目前只能在小容量的直流輸電系統中應用。
[0004]在21世紀，人們對環境要求越來越高，發電場遠離用電地區，將會出現越來越多無源大城市大負荷情況。隨著能源不斷開發，出現了越來越多遠離海岸的海上鉆井平臺，傳統的直流輸電和交流輸電向這類場景輸送電力是存在很大的約束性。
[0005]本發明提出的新型直流輸電系統可向無源網絡和弱交流網絡供電，整流側采用CSC，降低了輸電成本，逆變側采用VSC，使之向無源網絡供電成為可能。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對現有的直流輸電系統中，CSC-HVDC無法向無源網絡和弱交流網絡供電；vsc可以向無源網絡和弱交流網絡供電，但輸電成本高，輸電容量小的不足而提供一種向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法。其特點是在逆變側采用電壓源換流器，實現向無源網絡供電；在整流側采用電流源換流器，技術較成熟，輸電成本低。這種新型直流拓撲，在保證無源網絡和弱交流網絡供電的同時，最大限度地降低了輸電成本。
[0007]本發明的目的由以下技術措施實現:
[0008]向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法包括以下步驟:
[0009]1、針對新型直流受端為無源網絡和弱交流網絡的特殊性，確定逆變側電壓源換流器的控制方式；
[0010]2、確定整流側電流源換流器的控制方式，協調控制整流側和逆變側的控制方式，尋找到最佳控制點；
[0011]3、針對受端電網的需求，確定直流傳輸容量以及新型直流輸電中重要元件的參數；
[0012]4、搭建整流側為兩個6脈波的電流源換流器、逆變側為一個電壓源換流器的偽雙極直流輸電系統。
[0013]傳統CSC-HVDC的換流器數學模型為:
【權利要求】
1.一種向無源網絡和弱交流網絡供電的混合偽雙極直流輸電方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)確定整流側電流源換流器控制方式為定直流電流的方式，實現對α角的控制； (2)確定逆變側電壓源換流器的控制方式為定直流電壓-交流電壓控制方式；通過整流側定直流電流，逆變側定直流電壓，從而實現定直流功率的目的；逆變側定交流電壓，保證向無源網絡和弱交流網絡供電時受端網絡電壓的穩定性； (3)根據受端電網的需求，確定新型直流輸電的電壓等級和傳輸功率； (4)根據以上所述的控制方式和系統參數，搭建整流側12脈波CSC，逆變側6脈波VSC的混合偽雙極直流輸電系統。
【文檔編號】H02J1/00GK103855706SQ201410063128
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月25日 優先權日:2014年2月25日
【發明者】李興源, 印永華, 李寬, 孫栩, 王渝紅, 劉天琪 申請人:四川大學