一种适用于LCC-LCC+FBMMC串联混合型直流输电系统的启动策略

doi:10.3969/j.issn.1000-7229.2017.08.013

电力建设 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (8): 95-.doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2017.08.013

一种适用于LCC-LCC+FBMMC串联混合型直流输电系统的启动策略

陆翌1,赵剑2，裘鹏1，宣佳卓1，郭春义2，刘炜2

（1.国网浙江省电力公司电力科学研究院，杭州市 310014分号
2.新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206）

出版日期:2017-08-01
作者简介:陆翌（1979），男，博士，高级工程师，主要研究方向为高压直流输电、柔性直流输电和大功率电力电子技术分号赵剑（1993），男，硕士研究生，主要研究方向为高压直流输电和柔性直流输电技术分号裘鹏（1985），男，高级工程师，主要研究方向为高压直流输电和柔性直流输电技术分号宣佳卓（1986），男，中级工程师，主要从事直流输电控制保护试验方面的研究工作分号郭春义（1984），男，博士，副教授，主要研究方向为直流输电技术分号刘炜（1991），男，博士研究生，主要研究方向为直流输电技术。
基金资助:

Start-Up Strategy for LCC-LCC and FBMMC Series Based Hybrid HVDC System

LU Yi1, ZHAO Jian2, QIU Peng1, XUAN Jiazhuo1, GUO Chunyi2, LIU Wei2

（1. State Grid Zhejiang Electric Power Corporation Research Institute, Hangzhou 310014,China分号2. State Key Laboratory for Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources（North China Electric Power University）, Beijing 102206, China）

Online:2017-08-01
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摘要/Abstract

摘要： 摘要：文章中的串联混合型直流输电系统的整流侧采用电网换相换流器（line commutated converter, LCC），逆变侧采用LCC与全桥型模块化多电平换流器（full bridge submodule based modular multilevel converter, FBMMC）。首先，建立了该混合型直流输电系统的数学模型，为了保证系统的安全稳定启动，设计了相应的协同控制策略，并提出了一种适用于整流侧采用LCC与逆变侧采用LCC与FBMMC（line commutated converter-full bridge submodule based modular multilevel converter，LCC-LCC+FBMMC）的串联混合型直流输电系统的3阶段启动策略：第1阶段，先将整流和逆变侧的LCC闭锁，逆变侧的FBMMC带限流电阻进行不控充电以建立部分直流电压；第2阶段,将限流电阻旁路，并解锁逆变侧FBMMC，在定直流电压控制器作用下使FBMMC直流电压充电至额定值；第3阶段,解锁两侧的LCC，在整流侧定直流电流和逆变侧定直流电压控制器作用下，系统直流电流和直流电压逐渐上升至额定值，至此启动过程完成。最后，在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统的仿真模型，验证了所设计的混合直流输电系统启动策略的有效性。

关键词: 混合型直流输电系统, 电网换相换流器（LCC）, 全桥型模块化多电平换流器（FBMMC）, 全桥子模块（FBSM）, 启动策略

Abstract: ABSTRACT： This paper proposes a series hybrid HVDC system, whose rectifier side adopts the line commutated converter （LCC）,and the inverter side is composed by LCC in series with the full bridge submodule based modular multilevel converter （FBMMC）. Firstly, we construct the mathematical model of the hybrid HVDC system, design the corresponding coordinated control strategy to ensure the safe and stable start-up of the system, and proposes a three step start-up procedure for the hybrid HVDC system with LCC in rectifier side and LCC in series with FBMMC in inverter side （LCC-LCC+FBMMC）. Phase 1, both the LCC and FBMMC are locked, and the DC side voltage charging process of FBMMC is uncontrolled with a current limit resistor in series. Phase 2, the current limit resistor is in bypass and FBMMC in inverter side is unlocked； the rated DC voltage of FBMMC is gradually built with the DC voltage controller. Phase 3, both the LCCs in the two sides are unlocked, and the rated DC current and DC voltage are gradually built by the DC current controller in rectifier side and DC voltage controller in inverter side. So far, the start-up process is completed. Finally we establish the simulation model for LCC-LCC+FBMMC based hybrid HVDC system in the PSCAD/EMTDC, and verify the effectiveness of the proposed start-up strategy for hybrid HVDC system.

Key words: hybrid HVDC system, line commutated converter （LCC）, full bridge submodule based modular multilevel converter （FBMMC）, full bridge sub module（FBSM）, start strategy

中图分类号:

TM 72

陆翌,赵剑，裘鹏，宣佳卓，郭春义，刘炜. 一种适用于LCC-LCC+FBMMC串联混合型直流输电系统的启动策略[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 95-.

LU Yi, ZHAO Jian, QIU Peng, XUAN Jiazhuo, GUO Chunyi, LIU Wei. Start-Up Strategy for LCC-LCC and FBMMC Series Based Hybrid HVDC System

[J]. Electric Power Construction, 2017, 38(8): 95-.

参考文献

［1］赵畹君．高压直流输电工程技术［M］. 2版. 北京：中国电力出版社，2011：9-10．

［2］翁军. 我国高压直流输电的应用前景［J］. 电力建设, 1994，13（10）:29-32.

WENG Jun.Application prospect of HVDC transmission in China［J］.Electric Power Construction,1994，13（10）:29-32.

［3］徐政.柔性直流输电系统［M］.北京：机械工业出版社，2013：7-10.

［4］汤广福．基于电压源换流器的高压直流输电技术［M］．北京：中国电力出版社，2009：21-24．

［5］侯慧, 游大海, 尹项根. 轻型高压直流输电技术的发展与应用［J］. 电力建设, 2005, 26（11）:28-30.

HOU Hui, YOU Dahai, YIN Xianggen. Development and application of light HVDC transmission technique［J］. Electric Power Construction, 2005, 26（11）: 28-30.

［6］郑超, 杨金刚, 滕予非,等. LCC与VSC型直流馈入对弱受端电网特性的影响［J］. 电力建设, 2016, 37（4）:84-90.

ZHENG Chao, YANG Jingang,TENG Yufei ,et al. Impact of LCC-HVDC and VSC-HVDC infeed on weak-receiving-end grid characteristics［J］. Electric Power Construction, 2016, 37（4）:84-90.

［7］赵成勇, 郭春义, 刘文静. 混合直流输电［M］. 北京：科学出版社, 2014：1-10.

［8］SHILPA G，MANOHAR P．Hybrid HVDC system for multi-infeed applications［C］//2013 International Conference on Emerging Trends in Communication, Control, Signal Processing & Computing Applications（C2SPCA）.Bangalore:IEEE，2013：1-5．

［9］徐政, 王世佳, 李宁璨,等. 适用于远距离大容量架空线路的LCC-MMC串联混合型直流输电系统［J］. 电网技术, 2016, 40（1）:55-63.

XU Zheng, WANG Shijia, LI Ningcan,et al.A LCC and MMC series hybrid HVDC topology suitable for bulk power overhead line transmission［J］. Power System Technology, 2016, 40（1）:55-63.

［10］郭春义, 赵成勇, 彭茂兰,等. 一种具有直流故障穿越能力的混合直流输电系统［J］. 中国电机工程学报, 2015, 35（17）:4345-4352.

GUO Chunyi,ZHAO Chengyong, PENG Maolan, et al. A hybrid HVDC system with DC fault ride-through capability［J］. Proceedings of the CSEE, 2015, 35（17）:4345-4352.

［11］张静, 徐政, 陈海荣. VSC-HVDC系统启动控制［J］. 电工技术学报, 2009, 24（9）:159-165.

ZHANG Jing, XU Zheng,CHEN Hairong.Startup procedures for the VSC-HVDC system［J］.Transactions of China Electrotechnical Society,2009,24（9）:159-165.

［12］石璐, 苑宾, 赵成勇,等. 适用于架空线路的全桥模块化多电平换流器启动策略［J］. 南方电网技术, 2016, 10（4）:30-36.

SHI Lu, YUAN Bin,ZHAO Chengyong, et al. Startup strategy of full-bridge modular multilevel converter for overhead lines［J］. Southern Power System Technology, 2016, 10（4）:30-36.

［13］余瑜, 刘开培, 陈灏泽,等. 伪双极VSC-LCC型混合直流输电系统启动方法［J］. 高电压技术, 2014, 40（8）:2572-2578.

YU Yu, LIU Kaipei,CHEN Haoze,et al. Startup procedure for VSC-LCC based hybrid pseudo bipolar HVDC system［J］.High Voltage Engineering,2014, 40（8）:2572-2578.

［14］唐庚，徐政，薛英林．LCC-MMC 混合高压直流输电系统［J］．电工技术学报，2013，28（10）：301-309．

TANG Geng，XU Zheng，XUE Yinglin．A LCC-MMC hybrid HVDC transmission system［J］． Transactions of China Electrotechnical Society，2013，28（10）：301-309．

［15］SZECHTMAN M, WESS T,THIO C V. A benchmark model for HVDC system studies［C］// International Conference on AC and DC Power Transmission. London:IET, 1991:374-378.

[1]	赵剑，刘炜，郭春义，陆翌,裘鹏，宣佳卓，李继红. 基于Simplex算法的LCC-LCC+FBMMC 串联型混合直流输电系统的参数优化方法[J]. 电力建设, 2018, 39(2): 95-.
[2]	陆翌，李继红，裘鹏，肖晃庆，刘高任，徐政. 混合直流输电系统直流故障处理策略比较分析#br#[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 33-.
[3]	胡锦根，贾轩涛，王瑶，王如玉，高仕龙，曹力潭. 基于LCC-VSC多端混合直流输电系统的启停控制策略及动模试验[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 86-.
[4]	张军，姚为正，杨美娟，吴金龙. 基于触发角监测的混合直流输电系统功率稳定策略 [J]. 电力建设, 2016, 37(11): 101-.
[5]	刘耀，谢晨曦，李新年，王晶芳，王华伟. 电容换相换流器（CCC）直流输电系统故障特性及恢复策略[J]. 电力建设, 2014, 35(8): 38-42.
[6]	刘耀，谢晨曦，王华伟，李新年. 电容换相换流器直流输电系统稳态及暂态特性[J]. 电力建设, 2014, 35(7): 86-91.

一种适用于LCC-LCC+FBMMC串联混合型直流输电系统的启动策略

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