一種柔性直流系統中單閥組退出方法與流程

本發明涉及直流輸電技術領域，尤其涉及一種柔性直流系統中單閥組退出方法。

背景技術：

由可關斷電力電子器件——絕緣柵雙極型晶體管(insulated-gate bipolar transistor，IGBT)組成的電壓源換流器(voltage source converter，VSC)構成的柔性直流輸電系統作為新一代的直流輸電技術，具有有功功率可以從負至正平滑變化的優點，并且在潮流反轉時其不需改變直流正負極線電壓的方向，只需改變電流方向，避免了大量的開關操作。

然而，電壓源換流器高壓直流輸電(voltage source converter based high voltage direct current，縮寫為VSC-HVDC)也存在不容忽視的缺陷，在實際工程運行時，當串聯的換流器主回路發生故障時，整個換流站將被被迫處于停運狀態，導致系統處于癱瘓狀態。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種柔性直流系統中單閥組退出方法，用于當串聯的換流器主回路發生故障時，可只停運發生故障的單閥組，將發生故障的單閥組退出，避免出現系統癱瘓的情況。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種柔性直流系統中單閥組退出方法，柔性直流系統包括至少兩個換流站，相鄰兩個換流站通過直流輸電線路相連，每個換流站包括串聯的閥組；柔性直流系統中單閥組退出方法包括：

步驟S1：將第i端待退出單閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯；

步驟S2：將第i端待退出單閥組的電壓降為零；

步驟S3：閉合與第i端待退出單閥組并聯的斷路器；閉鎖第i端待退出單閥組；

步驟S4：閉合與第i端待退出單閥組并聯的旁路隔離開關，斷開與第i端待退出單閥組并聯的斷路器，使流經斷路器的電流轉移至與第i端待退出單閥組并聯的旁路隔離開關，完成第i端待退出單閥組的退出，得到第i端已退出單閥組；

步驟S5：重復步驟S1-S4，完成第i+1端待退出單閥組的退出。

與現有技術相比，本發明提供的柔性直流系統中單閥組退出方法具有如下有益效果：

本發明提供的柔性直流系統中單閥組退出方法中，在串聯的換流器主回路發生故障時，僅需將發生故障的單閥組退出，具體的，將待退出單閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯，這樣在第i端待退出單閥組發生故障需將該單閥組退出時，通過首先閉合與第i端待退出單閥組并聯的斷路器，然后閉鎖第i端待退出單閥組，使電流經斷路器流過而不致整個系統停運；在第i端待退出單閥組閉鎖后，閉合與該單閥組并聯的旁路隔離開關，斷開與該單閥組并聯的斷路器，使流經斷路器的電流轉移至旁路隔離開關，避免直接對斷路器的操作所帶來的危害，至此完成該單閥組的退出；然后按照上述步驟即可完成其余待退出單閥組的退出，從而在串聯的換流器主回路發生故障時，可快速的將有故障的單閥組退出，而不致影響其余閥組的運行，從而提高了柔性直流輸電系統的可靠性，使柔性直流輸電系統能夠持續運行。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的柔性直流系統中單閥組退出方法的流程圖；

圖2為與本發明實施例提供的柔性直流系統中單閥組退出方法的步驟S1對應的第i端待退出單閥組的接線圖；

圖3為與本發明實施例提供的柔性直流系統中單閥組退出方法的步驟S3對應的第i端待退出單閥組的接線圖；

圖4為與本發明實施例提供的柔性直流系統中單閥組退出方法的步驟S4對應的第i端待退出單閥組的接線圖。

附圖標記：

B₁-斷路器， S₁-旁路隔離開關；

I_B-斷路器支路電流， I_FM-換流器出口電流；

I_S-旁路隔離開關支路電流。

具體實施方式

為了進一步說明本發明實施例提供的柔性直流系統中單閥組退出方法，下面結合說明書附圖進行詳細描述。

本發明實施例提供的柔性直流系統中單閥組退出方法中，柔性直流系統包括至少兩個換流站，相鄰兩個換流站通過直流輸電線路相連，每個換流站包括串聯的閥組，如圖1所示，柔性直流系統中單閥組退出方法包括：

步驟S1：將第i端待退出單閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯；

步驟S2：將第i端待退出單閥組的電壓將為零；

步驟S3：閉合與第i端待退出單閥組并聯的斷路器，閉鎖第i端待退出單閥組；

步驟S4：閉合與第i端待退出單閥組并聯的旁路隔離開關，斷開與第i端待退出單閥組并聯的斷路器，使流經斷路器的電流轉移至與第i端待退出單閥組并聯的旁路隔離開關，完成第i端待退出單閥組的退出，得到第i端已退出單閥組。

步驟S5：重復步驟S1-S4，完成第i+1端待退出單閥組的退出。

通過上述柔性直流系統中單閥組退出方法可知，本實施例提供的柔性直流系統中單閥組在線退出方法，在串聯的換流器主回路發生故障時，僅需將發生故障的單閥組退出，具體的，將待退出單閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯，這樣在該單閥組發生故障需將該單閥組退出時，通過首先閉合與第i端待退出單閥組并聯的斷路器，然后閉鎖第i端待退出單閥組，使電流經斷路器流過而不致整個電路停運，在第i端待退出單閥組閉鎖后，閉合與該單閥組并聯的旁路隔離開關，斷開與該單閥組并聯的斷路器，使流經斷路器的電流轉移至旁路隔離開關，避免直接對斷路器的操作所帶來的危害，至此完成該單閥組的退出；然后按照上述步驟即可完成其余待退出單閥組的退出，從而在串聯的換流器主回路發生故障時，可快速的將有故障的單閥組退出，而不致影響其余閥組的運行，從而提高了柔性直流輸電系統的可靠性，使柔性直流輸電系統能夠持續運行。

需要說明的是，本實施例中的柔性直流系統可以采用雙端系統，也可以是多端系統，每端可以雙極運行，也可以單極運行，其中，每極均有多閥組構成。并且，本實施例中柔性直流系統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結構因其具有模塊化機構、開關頻率低、擴展性強和無需濾波裝置等特點，在高電壓大容量VSC-HVDC工程中得到了越來越多的應用。

具體的，如圖2所示，上述步驟S1中將第i端待退出單閥組分別與斷路器和旁路隔離開關并聯時，所述斷路器和旁路隔離開關均為斷開狀態，此時電流經第i端待退出單閥組流過；之后，將第i端待退出單閥組的電壓將為零，然后進入步驟S3，如圖3所示，閉合與第i端待退出單閥組并聯的斷路器B₁，閉鎖第i端待退出單閥組，使原來流經第i端待退出單閥組的電流轉移至斷路器B₁，然后進入步驟S4，如圖4所示，閉合與第i端待退出單閥組并聯的旁路隔離開關S₁，斷開與第i端待退出單閥組并聯的斷路器B₁，使流經斷路器B₁的電流轉移至與第i端待退出單閥組并聯的旁路隔離開關S₁，完成第i端待退出單閥組的退出，得到第i端已退出單閥組；本實施例通過旁路隔離開關和斷路器的投切配合實現了單閥組的退出，這是因為旁路隔離開關沒有專門的滅弧裝置，不具備斷流能力，所以在退出相應的單閥組時，本實施例通過先閉合與該單閥組并聯的斷路器，使電流從待退出單閥組轉移至斷路器，然后再閉合旁路隔離開關，斷開斷路器，使電流從旁路隔離開關流過，這樣即可在不影響整個電路運行的情況下，使發生故障的單閥組退出，提高了直流輸電系統的可靠性。

需要注意的是，上述步驟S2使第i端待退出單閥組的電壓降為零時，需保持其余單閥組的電壓不變，以避免影響整個電路的正常運行。

在上述實施方式的描述中，具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。