基于LCC和移相变压器的混合多端直流系统及功率控制方法与流程

    专利查询2025-12-24  9


    本发明涉及特高压直流输电设备,特别涉及基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统及功率控制方法。


    背景技术:

    1、特高压直流输电是指±800kv(±750kv)及以上电压等级的直流输电及相关技术。直流特高压输电的主要特点是输送容量大、电压高,可用于电力系统非同步联网。直流特高压输电系统由送端交流电网系统、整流站、直流输电线路、逆变站、受端交流系统五个部分构成。

    2、现有技术中,在运行的大部分高压直流(hvdc)系统都是由换相换流器(line-commuted converter,lcc)构建的,但由于基于lcc技术的换流器不能实现多个逆变站有功功率的灵活控制,因此,逆变站通常采用基于电压源换流器(voltage source converter,vsc)技术,从而实现多个受端电网之间的有功互济。但lcc-vsc混合型多端直流不仅存在的投资成本高、运行可靠性低的问题,而且受端交流电网多个落地点之间的潮流无法灵活控制,需要通过换流器来调节,调控代价高、影响范围大。


    技术实现思路

    1、为解决现有技术中存在的不足,本发明提供一种基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统及功率控制方法,避免使用换流器来调节多个受端电网之间的有功互济,实现受端交流电网之间潮流的灵活控制。

    2、本发明采用如下的技术方案。

    3、本发明提出了一种基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统,混合多端直流系统中通过直流线路将送端交流电网与n个受端交流电网连接,每个受端交流电网连接2个逆变侧换流站和1个调控站,每个逆变侧换流站包括:1台换相换流器、1台移相变压器、1个潮流控制器以及1个移相控制器;

    4、调控站,用于根据所连接的受端交流电网的负荷数据和有功功率数据,确定所连接的受端交流电网的功率调节量,并将功率调节量发送至各潮流控制器;

    5、潮流控制器,用于根据功率调节量和所连接的移相变压器的有功功率数据,确定移相变压器输出的补偿电压,并将补偿电压发送至对应的移相控制器;

    6、移相控制器,用于根据补偿电压和对应的移相变压器的档位信号,确定移相变压器的档位调节量,并将档位调节量发送至所连接的移相变压器;

    7、移相变压器,用于根据档位调节量调整档位后向所连接的交流线路输出补偿电压。

    8、送端交流电网连接多个级联连接的整流侧换流站,每个整流侧换流站包括:换相换流器、变压器。

    9、调控站,还用于采集所连接的受端交流电网的交流电压幅值变化量,并将交流电压幅值变化量发送至各潮流控制器;

    10、潮流控制器,还用于根据交流电压幅值变化量对补偿电压进行修正,并将修正后的补偿电压发送至对应的移相控制器;

    11、移相控制器,还用于根据修正后的补偿电压和对应的移相变压器的档位信号,修正移相变压器的档位调节量,并将修正后的档位调节量发送至所连接的移相变压器;

    12、移相变压器,还用于根据修正后的档位调节量调整档位后向所连接的交流线路输出修正后的补偿电压。

    13、移相控制器向潮流控制器发送对应的移相变压器的档位后,潮流控制器根据对应的移相变压器的档位确定所连接的移相变压器的有功功率数据。

    14、移相变压器内置移相分接开关,移相控制器向移相分接开关发送档位调节量。

    15、本发明还提出了一种基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统的控制方法,包括:

    16、步骤1,调控站采集所连接的受端交流电网的负荷数据和有功功率数据,并确定所连接的受端交流电网的功率调节量;调控站将功率调节量发送至各潮流控制器;

    17、步骤2,潮流控制器根据功率调节量和所连接的移相变压器的有功功率数据,确定移相变压器输出的补偿电压,并将补偿电压发送至对应的移相控制器;

    18、步骤3,移相控制器根据补偿电压和对应的移相变压器的档位信号,确定移相变压器的档位调节量,并将档位调节量发送至所连接的移相变压器;

    19、步骤4,移相变压器根据档位调节量调整档位后向所连接的交流线路输出补偿电压。

    20、优先地,步骤1包括:调控站采集所连接的受端交流电网的交流电压幅值变化量,并将交流电压幅值变化量发送至各潮流控制器。

    21、优先地,步骤2包括:潮流控制器根据交流电压幅值变化量对补偿电压进行修正,并将修正后的补偿电压发送至对应的移相控制器。

    22、优先地,步骤3包括:移相控制器根据修正后的补偿电压和对应的移相变压器的档位信号,修正移相变压器的档位调节量,并将修正后的档位调节量发送至所连接的移相变压器。

    23、优先地,步骤4包括:移相变压器根据修正后的档位调节量调整档位后向所连接的交流线路输出修正后的补偿电压。

    24、本发明的有益效果在于,与现有技术相比至少包括,本发明通过采用lcc和移相变压器相结合构成受端换流站,减少了lcc-vsc混合型多端直流的投资费用和工程占地面积,有效提升设备运行可靠性,并可实现受端交流电网多个落地点之间的潮流灵活控制。

    25、其中,移相变压器占地面积小,经济性好,替代传统的换流变压器的同时,还具备潮流控制功能,可灵活实现线路有功控制。通过多个移相变压器的协调控制,可独立、灵活控制与受端交流电网连接的多条交流线路的有功功率,实现多个受端交流电网之间的有功功率互济。



    技术特征:

    1.一种基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统,混合多端直流系统中通过直流线路将送端交流电网与n个受端交流电网连接,其特征在于,

    2.根据权利要求1所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统,其特征在于,

    3.根据权利要求1所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统,其特征在于,

    4.根据权利要求1所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统,其特征在于,

    5.根据权利要求1所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统,其特征在于,

    6.一种基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统的功率控制方法,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统的功率控制方法,其特征在于,

    8.根据权利要求7所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统的功率控制方法,其特征在于,

    9.根据权利要求8所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统的功率控制方法,其特征在于,

    10.根据权利要求9所述的基于lcc和移相变压器的混合多端直流系统的功率控制方法,其特征在于,


    技术总结
    基于LCC和移相变压器的混合多端直流系统及功率控制方法,每个受端交流电网连接2个逆变侧换流站和1个调控站,每个逆变侧换流站包括:换相换流器、移相变压器、潮流控制器、移相控制器;调控站根据所连接的受端交流电网的负荷和有功功率,确定所连接的受端交流电网的功率调节量并发送至各潮流控制器;潮流控制器根据功率调节量和所连接的移相变压器的有功功率,确定移相变压器输出的补偿电压并发送至对应的移相控制器;移相控制器根据补偿电压和对应的移相变压器的档位,确定移相变压器的档位调节量并发送至所连接的移相变压器;移相变压器根据档位调节量调整档位后向所连接的交流线路输出补偿电压,实现受端交流电网之间潮流的灵活控制。

    技术研发人员:张宁宇,李群,朱鑫要,王大江,李华瑞,林金娇,李鹏,王同磊,吴鹏,陈静,佘俊,齐贝贝,邹小明
    受保护的技术使用者:江苏省电力试验研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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