一种柔性直流系统中单阀组退出方法与流程

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种柔性直流系统中单阀组退出方法。

背景技术：

由可关断电力电子器件——绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor，IGBT)组成的电压源换流器(voltage source converter，VSC)构成的柔性直流输电系统作为新一代的直流输电技术，具有有功功率可以从负至正平滑变化的优点，并且在潮流反转时其不需改变直流正负极线电压的方向，只需改变电流方向，避免了大量的开关操作。

然而，电压源换流器高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current，缩写为VSC-HVDC)也存在不容忽视的缺陷，在实际工程运行时，当串联的换流器主回路发生故障时，整个换流站将被被迫处于停运状态，导致系统处于瘫痪状态。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种柔性直流系统中单阀组退出方法，用于当串联的换流器主回路发生故障时，可只停运发生故障的单阀组，将发生故障的单阀组退出，避免出现系统瘫痪的情况。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柔性直流系统中单阀组退出方法，柔性直流系统包括至少两个换流站，相邻两个换流站通过直流输电线路相连，每个换流站包括串联的阀组；柔性直流系统中单阀组退出方法包括：

步骤S1：将第i端待退出单阀组分别与断路器和旁路隔离开关并联；

步骤S2：将第i端待退出单阀组的电压降为零；

步骤S3：闭合与第i端待退出单阀组并联的断路器；闭锁第i端待退出单阀组；

步骤S4：闭合与第i端待退出单阀组并联的旁路隔离开关，断开与第i端待退出单阀组并联的断路器，使流经断路器的电流转移至与第i端待退出单阀组并联的旁路隔离开关，完成第i端待退出单阀组的退出，得到第i端已退出单阀组；

步骤S5：重复步骤S1-S4，完成第i+1端待退出单阀组的退出。

与现有技术相比，本发明提供的柔性直流系统中单阀组退出方法具有如下有益效果：

本发明提供的柔性直流系统中单阀组退出方法中，在串联的换流器主回路发生故障时，仅需将发生故障的单阀组退出，具体的，将待退出单阀组分别与断路器和旁路隔离开关并联，这样在第i端待退出单阀组发生故障需将该单阀组退出时，通过首先闭合与第i端待退出单阀组并联的断路器，然后闭锁第i端待退出单阀组，使电流经断路器流过而不致整个系统停运；在第i端待退出单阀组闭锁后，闭合与该单阀组并联的旁路隔离开关，断开与该单阀组并联的断路器，使流经断路器的电流转移至旁路隔离开关，避免直接对断路器的操作所带来的危害，至此完成该单阀组的退出；然后按照上述步骤即可完成其余待退出单阀组的退出，从而在串联的换流器主回路发生故障时，可快速的将有故障的单阀组退出，而不致影响其余阀组的运行，从而提高了柔性直流输电系统的可靠性，使柔性直流输电系统能够持续运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的柔性直流系统中单阀组退出方法的流程图；

图2为与本发明实施例提供的柔性直流系统中单阀组退出方法的步骤S1对应的第i端待退出单阀组的接线图；

图3为与本发明实施例提供的柔性直流系统中单阀组退出方法的步骤S3对应的第i端待退出单阀组的接线图；

图4为与本发明实施例提供的柔性直流系统中单阀组退出方法的步骤S4对应的第i端待退出单阀组的接线图。

附图标记：

B₁-断路器， S₁-旁路隔离开关；

I_B-断路器支路电流， I_FM-换流器出口电流；

I_S-旁路隔离开关支路电流。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的柔性直流系统中单阀组退出方法，下面结合说明书附图进行详细描述。

本发明实施例提供的柔性直流系统中单阀组退出方法中，柔性直流系统包括至少两个换流站，相邻两个换流站通过直流输电线路相连，每个换流站包括串联的阀组，如图1所示，柔性直流系统中单阀组退出方法包括：

步骤S1：将第i端待退出单阀组分别与断路器和旁路隔离开关并联；

步骤S2：将第i端待退出单阀组的电压将为零；

步骤S3：闭合与第i端待退出单阀组并联的断路器，闭锁第i端待退出单阀组；

步骤S4：闭合与第i端待退出单阀组并联的旁路隔离开关，断开与第i端待退出单阀组并联的断路器，使流经断路器的电流转移至与第i端待退出单阀组并联的旁路隔离开关，完成第i端待退出单阀组的退出，得到第i端已退出单阀组。

步骤S5：重复步骤S1-S4，完成第i+1端待退出单阀组的退出。

通过上述柔性直流系统中单阀组退出方法可知，本实施例提供的柔性直流系统中单阀组在线退出方法，在串联的换流器主回路发生故障时，仅需将发生故障的单阀组退出，具体的，将待退出单阀组分别与断路器和旁路隔离开关并联，这样在该单阀组发生故障需将该单阀组退出时，通过首先闭合与第i端待退出单阀组并联的断路器，然后闭锁第i端待退出单阀组，使电流经断路器流过而不致整个电路停运，在第i端待退出单阀组闭锁后，闭合与该单阀组并联的旁路隔离开关，断开与该单阀组并联的断路器，使流经断路器的电流转移至旁路隔离开关，避免直接对断路器的操作所带来的危害，至此完成该单阀组的退出；然后按照上述步骤即可完成其余待退出单阀组的退出，从而在串联的换流器主回路发生故障时，可快速的将有故障的单阀组退出，而不致影响其余阀组的运行，从而提高了柔性直流输电系统的可靠性，使柔性直流输电系统能够持续运行。

需要说明的是，本实施例中的柔性直流系统可以采用双端系统，也可以是多端系统，每端可以双极运行，也可以单极运行，其中，每极均有多阀组构成。并且，本实施例中柔性直流系统中换流器为模块化多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)，且MMC中子模块为全桥子模块，其中，MMC结构因其具有模块化机构、开关频率低、扩展性强和无需滤波装置等特点，在高电压大容量VSC-HVDC工程中得到了越来越多的应用。

具体的，如图2所示，上述步骤S1中将第i端待退出单阀组分别与断路器和旁路隔离开关并联时，所述断路器和旁路隔离开关均为断开状态，此时电流经第i端待退出单阀组流过；之后，将第i端待退出单阀组的电压将为零，然后进入步骤S3，如图3所示，闭合与第i端待退出单阀组并联的断路器B₁，闭锁第i端待退出单阀组，使原来流经第i端待退出单阀组的电流转移至断路器B₁，然后进入步骤S4，如图4所示，闭合与第i端待退出单阀组并联的旁路隔离开关S₁，断开与第i端待退出单阀组并联的断路器B₁，使流经断路器B₁的电流转移至与第i端待退出单阀组并联的旁路隔离开关S₁，完成第i端待退出单阀组的退出，得到第i端已退出单阀组；本实施例通过旁路隔离开关和断路器的投切配合实现了单阀组的退出，这是因为旁路隔离开关没有专门的灭弧装置，不具备断流能力，所以在退出相应的单阀组时，本实施例通过先闭合与该单阀组并联的断路器，使电流从待退出单阀组转移至断路器，然后再闭合旁路隔离开关，断开断路器，使电流从旁路隔离开关流过，这样即可在不影响整个电路运行的情况下，使发生故障的单阀组退出，提高了直流输电系统的可靠性。

需要注意的是，上述步骤S2使第i端待退出单阀组的电压降为零时，需保持其余单阀组的电压不变，以避免影响整个电路的正常运行。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。