一种采用模块化结构的统一潮流控制器及其启动方法

摘要

本发明为一种采用模块化结构的统一潮流控制器及其启动方法，该方法利用交流系统线电压在换流器桥臂间产生的相间电流为统一潮流控制器并联换流器模块充电，由并联侧通过直流侧向串联换流器模块充电。通过控制各桥臂子模块的投切对所有子模块电容的预充电，实现采用模块化结构的统一潮流控制器的快速正常启动。启动过程依靠交流电网，无需辅助直流电源，装置依靠并联侧单侧交流电网提供启动能量即可。本发明还适用于基于模块化多电平换流器的直流输电系统向无源网络供电时的启动。

主权项

一种采用模块化结构的统一潮流控制器的启动方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)设置统一潮流控制器的初始状态；(2)闭合并联侧的开关BKRSH，进行串联侧和并联侧的不可控整流充电；(3)充电完成后，闭合启动电阻旁路开关BKRST；(4)对并联换流器和串联换流器进行完全充电，直至并联换流器和串联换流器中的子模块电容电压达到额定电压；(5)闭合直流旁路开关BPSDC1和直流旁路开关BPSDC2，拉开串联侧的旁路断路器BPSSE，装置启动完成，投入系统运行；步骤(1)设置统一潮流控制器的初始状态包括：串联换流器和并联换流器的子模块触发脉冲均闭锁；并联侧开关BKRSH断开；启动电阻旁路开关BKRST断开；和直流旁路开关BPSDC1和直流旁路开关BPSDC2均断开，串联断路器BPSSE闭合；步骤(4)包括如下步骤：A、解锁并联换流器触发脉冲，采用定直流电压控制，直至交流侧将并联换流器子模块电容电压充电至额定，串联换流器子模块电容电压被充电到额定值一半；B、解锁串联换流器触发脉冲，每相旁路一个桥臂的子模块，并联换流器继续定直流电压控制，直至串联换流器的所述一个桥臂的子模块的电容电压充电至额定值；C、将串联换流器的每相中的已冲完电的桥臂的子模块退出，剩下的一个桥臂的子模块投入，并联换流器继续定直流电压控制，直至串联换流器中每相的子模块的电容电压充电至额定值；所述统一潮流控制器包括并联侧和串联侧两部分，并联侧和串联侧通过直流母线连接；所述并联侧包括并联换流器、变压器I、启动电路I和开关；并联换流器的交流端依次连接变压器I、启动电路I和开关后并联接入电网；所述串联侧包括串联换流器、变压器II和旁路断路器；所述串联换流器的交流端通过变压器II串入电网；所述旁路断路器并联在所述变压器II的线路侧；所述并联换流器和所述串联换流器均由3相六个桥臂构成，每个桥臂包括1个电抗器和N个结构相同的子模块；每个桥臂的子模块级联后一端通过电抗器与变压器I的阀侧绕组连接；另一端与同方向桥臂的级联的子模块一端连接，形成正负极母线；所述正负极母线上均设置有启动电路，即启动电路II和启动电路III；所述启动电路I包括并联的启动电阻RSTDC1和直流旁路开关BPSDC1；所述启动电路II包括并联的启动电阻RSTDC2和直流旁路开关BPSDC2；所述子模块由半桥结构与直流电容并联构成，所述半桥结构包括两个串联的IGBT模块，每个IGBT模块包括反并联的IGBT和二极管；引出半桥结构中点和IGBT的集电极/发射极作为子模块的输入端和输出端；所述变压器I和所述变压器II的阀侧绕组中性点通过电阻接地。