(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、
離島制御モードにおいて、開ループ制御を採用してゼロ電圧で起動を行い、フレキシブル直流送電システムの電圧振幅を０から定値Ｕｘに上昇するよう制御し、
前記離島制御モードにおいて、二重閉ループ方式を採用して、前記フレキシブル直流送電システムの電圧振幅を前記定値Ｕｘから定常状態の定格電圧ＵＮに達するように、少なくとも第１段階の制御と最終段階の制御とを含む段階的な制御を行い、離島における起動を実現すること、を含み、
前記第１段階の制御において、前記フレキシブル直流送電システムの電圧振幅を前記定値Ｕｘから第１段階の制御の電圧振幅Ｕａに第１の速さαで上昇するように制御し、
前記最終段階の制御において、前記フレキシブル直流送電システムの電圧振幅を前記定格電圧ＵＮに上昇するように制御し、
前記第１段階の制御以外の各段階の制御において、前記電圧振幅を、各段階の上昇速さで各段階の電圧振幅に上昇するように制御し、前記各段階の上昇速さは０以上であり、かつ、前記第１上昇速さα以下である、離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法。
【請求項２】
前記段階的な制御は、
前記フレキシブル直流送電システムの電圧振幅を前記第１段階の電圧振幅Ｕａから始まり、第２段階の電圧振幅Ｕｂに上昇するように制御する第２段階制御と、
前記フレキシブル直流送電システムの電圧振幅を前記第２段階の電圧振幅Ｕｂから始まり、第３段階の電圧振幅Ｕｃに上昇するように制御する第３段階制御と、
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各段階の電圧振幅は、隣接する次の段階の電圧振幅より小さい請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記定値はＵｘ≦０．４ｐ．ｕ、ｐ．ｕは単位当たり値であり、前記定格電圧はＵＮ＝１．０ｐ．ｕであり、前記第１上昇速さはα≧２．０  ｐ．ｕ／ｓである請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記二重閉ループ方式は内側ループ制御と、外側ループ制御とを含み、
内側ループ制御において、出力電流を制御し、
外側ループ制御において、フレキシブル直流送電システムの電圧振幅と周波数を制御する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１段階の制御においては、変圧器磁束φｉと電圧の関係は下記の式を満たし、
0006880234.tif 000002
Ｕｘ≦０．５ＵＮの場合は、発生する最大磁束は定格磁束を超えない請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記離島における起動は負荷付きの起動、または負荷なしの起動を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
離島制御モードにおいて、まず、開ループ制御を以ってゼロ電圧で起動し、その後二重閉ループ制御を採用し、前記二重閉ループ制御において、外側ループは出力電圧の振幅と周波数を制御し、内側ループは出力電流を制御し、定常電圧を確立する離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、
フレキシブル直流制御システムで発生した電圧の参照波の振幅の大きさは段階にわけるモードを採用し、少なくとも２段階に分け、第１段階における電圧の参照波の振幅は、定値ＵｘｋＶから始まり、速さαｋＶ／ｓでＵａｋＶに上昇し、最終段階の参照波の振幅は定格電圧ＵＮｋＶに上昇し、
参照波の初期値はＵｘ≦０．４ｐ．ｕであり、第１段階の速さはα≧２．０ｐ．ｕ／ｓであり、
第１段階の電圧がＵａｋＶに上昇した後、第２段階における電圧の参照波の初期値として、第２段階の電圧がＵｂｋＶに上昇した後、第３段階における参照波の初期値として、かつ、Ｕｘ≦Ｕａ≦Ｕｂ≦・・・・・・≦ＵＮであり、ＵＮｋＶ＝１．０ｐ．ｕであることを特徴とする離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法。
【請求項９】
第１段階の電圧の上昇速さは第２段階、第３段階、…、第Ｎ段階の電圧の上昇速さ以上であり、即ち、α≧β≧０、α≧γ≧０、α≧ε≧０ｋＶ／ｓであり、βは第２段階の電圧の上昇速さであり、γは第３段階の電圧の上昇速さであり、εは第Ｎ段階の電圧の上昇速さであることを特徴とする請求項８に記載の離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法。
【請求項１０】
離島における起動の初期段階では、変圧器磁束φｉと電圧の関係は下記の式を満たし、
0006880234.tif 000003
Ｕｘ≦０．５ＵＮの場合は、発生する最大磁束は定格磁束を超えないことを特徴とする請求項８に記載の離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法。
【請求項１１】
電圧の参照波が段階に分けて出力され、その段階数はＮ≧２であることを特徴とする請求項８に記載の離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法。
【請求項１２】
離島において起動する時、負荷付きで起動し、または負荷なしで起動することを特徴とする請求項８に記載の離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力システムのフレキシブル直流送電の技術分野に関し、特に離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル直流送電は、電圧源コンバータを採用しており、制御システムの有効電力と無効電力を高速さに独立して制御することができ、システムの安定性を高め、システム周波数と電圧の変動を抑制し、グリッド接続ＡＣシステムの定常状態のパフォーマンスを向上させることができる。
【０００３】
中国では沿海に島が多いが、島の内部の交流電力網の大部分は弱くて、電源の出力は安定していない。フレキシブル直流送電は、分散型発電グリッド、離島における給電、新エネルギーグリッド、都市グリッド給電などの分野で大きいメリッドを持っている。従って、国家電網公司と南方電力網公司は沿海の島々の電力網の建設を大いに推進し、その中で、国家電網公司は浙江省舟山の五端子フレキシブル直流プロジェクトを建設し、南方電網公司は広東省南澳の三端子フレキシブル直流プロジェクトを建設した。フレキシブル直流コンバータステーションに接続された交流電力網領域内に交流電源がない場合、フレキシブル直流コンバータステーションは離島モードで運転を起動する必要がある。即ち、島の交流電力網がなくなった時、フレキシブル直流コンバータステーションがまだ運転されていない場合、起動する時は離島モードで起動する必要がある。従来の文献では、フレキシブル直流システムが運転している時、交流電力網が電力損失した場合、フレキシブル直流システムが離島制御に転換する方法を研究する場合が多く、例えば、「フレキシブル直流送電システム並列から離島運転制御への切替時限に関する研究」（文安、史文博、中国電機工学会年会、２０１４）に、システムが交流直流の並列運転から離島運転に転換する時、送電端コンバータステーションは定有効電力制御から定周波数制御に転換することを紹介し、制御策略の切替時限の長さが送電端システム周波数に及ぼす影響を分析した。「フレキシブル直流送電システムのグリッドと離島運転の共通する制御策略」（管敏淵、張静、電力システム自動化、２０１５）に、交流側の周波数―有効電力の垂下制御と直流側の有効電力−直流電圧の垂下制御を紹介し、フレキシブル直流送電システムのグリッドと離島運転の共通する制御策略を提案した。従来に公開された文献では、離島において起動する時の制御方法には触れていない。
【０００４】
従って、離島における制御に適用する、無攪乱、無衝撃の起動方法を探して、島の交流電力網が電力損失した時、フレキシブル直流システムのパッシブスタートの問題を解決する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の技術の欠点に対して、離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法を提供し、離島において起動する時の大きい攪乱や大きい衝撃を回避することができ、ゼロ電圧で起動する時の初期段階における出力電圧や電流の高周波成分及び歪みを効果的に抑制することができ、システムの安定運転を保証することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の技術考案は以下の通りである。
【０００７】
離島制御モードにおいて、まず開ループ制御の方式を以ってゼロ電圧で起動し、その後二重閉ループ制御を採用し、または二重閉ループ制御を直接に採用し、前記二重閉ループ制御において、外側ループは出力電圧の振幅と周波数を制御し、内側ループは出力電流を制御し、定常電圧を確立する離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、
フレキシブル直流制御システムで発生した電圧の参照波の振幅の大きさは段階モードを採用し、少なくとも２段階に分け、第１段階の参照波の振幅は、ゼロまたは一定値Ｕｘから始まり、速さαｋＶ／ｓで急速にＵａｋＶに上昇し、その後の他の段階の参照波の振幅の上昇速さは同じであり、または同じではなくても、第１段階の速さα以下であり、最後の参照波の振幅は最終的に定格電圧ＵＮｋＶに上昇することにより、離島におけるフレキシブル直流送電システムの無攪乱、無衝撃な起動を実現し、参照波の初期値がＵｘ≦０．４ｐ．ｕであり、第１段階の速さがα≧２．０ｐ．ｕ／ｓであり、第１段階の電圧がＵａに上昇した後、第２段階の電圧の参照波の初期値として、第２段階の電圧がＵｂに上昇した後、第３段階の参照波の初期値として、かつ、Ｕｘ≦Ｕａ≦Ｕｂ≦・・・・・・≦ＵＮであり、１．０ｐ．ｕ＝ＵＮｋＶであることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、第１段階の電圧の上昇速さは第２段階、第３段階、…、第Ｎ段階の電圧の上昇速さ以上であり、即ち、α≧β≧０、α≧γ≧０、α≧ε≧０ｋＶ／ｓであり、同時に、α≧２．０ｐ．ｕ／ｓであり、１．０Ｖｐ．ｕ＝ＵＮｋＶであることを特徴とする。βは第２段階の電圧の上昇速さであり、γは第３段階の電圧の上昇速さであり、εは第Ｎ段階の電圧の上昇速さである。
【０００９】
本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、制御保護システムの参照波の初期値がｕrefi≦０．４ｐ．ｕであり、即ち、初期電圧がＵｘ≦０．４ｐ．ｕであり、１．０ｐ．ｕ＝ＵＮｋＶであり、初期段階で変圧器に充電する時の突入電流が比較的に小さいことを確保し、誤作動を防止することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、電圧の参照波が段階に分けて出力され、その段階の数はＮ≧２であることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法であって、ゼロ電圧で起動する時は、負荷付きで起動することもできるし、または負荷なしで起動することもできることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記の考案を採用した後、本発明の有益な効果は以下の通りである。
【００１３】
（１）本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法によれば、離島において起動する時の衝撃と攪乱を回避した。
（２）本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法によれば、離島において起動する時の初期段階の高周波成分及び歪みを回避した。
（３）本発明に係る離島におけるフレキシブル直流送電システムの起動方法によれば、島の交流電力網が電力損失した時、フレキシブル直流システムのパッシブスタートの問題を解決した。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、両端子フレキシブル直流送電システムの模式図である。
【図２】図２は、離島閉ループ制御起動フローチャートである。
【図３】図３は、本明細書で説明した離島起動方法を採用した場合の起動波形である。
【図４】図４は、離島起動する時の参照波電圧の振幅が５．９７５ｋＶ／ｓで０から上昇した場合の起動波形である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面及び具体的な実施形態を参照しながら、本発明の技術考案を具体的に説明する。フレキシブル直流送電システムの模式図は図１に示していて、図２に示すステップで離島起動し、離島起動の参照波出力は２段階の出力、すなわちＮ＝２に分けられる。
【００１６】
（１）コンバータステーションが離島モードでロック解除された後、電圧の参照波が０ｋｖから起動するとともに、定格電圧は１１９．５ｋＶであると仮定し、出力電圧の参照波が比較的に小さい場合、サンプリング電圧と電流誤差および高調波の含有量が大きすぎることによる制御システムへの悪影響を避ける。
【００１７】
（２）起動の第１段階で、電圧の参照波の振幅の上昇速さを１１９５ｋＶ／ｓ、α＝１１９５に設定する。
【００１８】
（３）電圧出力の有効値が２３．９ｋＶになる時、第２段階の起動を開始し、上昇速さを１１９５ｋＶ／ｓから５．９７５ｋＶ／ｓ、β＝５．９７５に変更する。
【００１９】
（４）電圧の出力有効値は２３．９ｋＶから定格電圧１１９．５ｋＶに緩やかに上昇する。
【００２０】
図３は、本明細書で説明した離島における起動方法を採用した場合の波形であり、図４は本発明を採用していないものであり、起動する時の電圧の出力有効値は直接５．９７５ｋＶ／ｓで上昇した場合の波形である。図３および図４に、ＵＲＥＦ＿Ｌ１、ＵＲＥＦ＿Ｌ２、ＵＲＥＦ＿Ｌ３は、Ａ、Ｂ、Ｃの三相参照波を表し、ＵＹ＿ＬＡ＿Ｃ、ＵＹ＿ＬＢ＿Ｃ、ＵＹ＿ＬＣ＿Ｃは、参照波によって発生する実際の電圧を表し、本明細書で説明した離島における起動方法を採用した場合の波形は滑らかで、無衝撃であることがわかる。
【００２１】
上記実施例は、本発明の技術考案を説明するためにすぎず、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の技術考案を基に行われる種々の修正、均等置換え、改善などは全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【図１】
0006880234.tif 000004
【図２】
0006880234.tif 000005
【図３】
0006880234.tif 000006
【図４】
0006880234.tif 000007