[發明專利]一種柔性直流輸電系統換流器運行在孤島狀態下故障限流控制與保護配合方法

有效

• 申請號: 201610938897.1
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108023337B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 胡兆慶;董云龍;王柯;李海英;曹冬明
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種柔性直流輸電系統換流器故障限流控制與保護配合方法，換流器輸出電流限定指令Imax，交流系統故障時Imax等于交流線路過流保護III段數值或者比其略大，交流線路過流保護I段定值設定比換流器橋臂過流保護I段定值低，換流器橋臂過流保護II段數值比交流線路過流保護II段數值低或者數值相等情況下延時較交流保護II段長，在檢測換流器連接線路側發生故障時，切換換流器電流限制指令數值Imax，從正常允許輸出電流倍數切換為故障下交流線路保護III段數值，通過限制換流器輸出電流大小達到提供部分短路電流，依靠交流保護III段切除交流故障，又不影響換流器正常運行。

技術領域

本發明屬于直流輸電領域，特別涉及一種柔性直流輸電系統換流器運行在孤島狀態下故障限流控制與保護配合方法。

背景技術

電壓源換流器型直流輸電(voltage source converter based high voltagedirect current，VSC-HVDC)采用可關斷電力電子器件，無需借助外部電源便可實現換相，因此具備向無源網絡供電的能力。電網運行中，為增強重要負荷的供電可靠性，可采用柔直和交流線路為重要負荷雙路供電，正常情況下雙路供電，特殊情況下由柔直或交流線路單路供電，當采用柔直單獨供電方式時，交流側發生故障時，交流保護跳開故障線路切除故障，柔直系統持持續運行，但特殊情況下，柔直系統與交流保護沒有配合，以及柔直孤島運行情況下沒有限流措施，可能出現柔直系統區外故障下先跳閘退出，交流保護不動作或者后動作，沒有充分利用柔直換流器瞬時過載以及輸出電流限制能力，形成交直流保護之間配合，交流保護一般設置過流保護I、II段或者III段，柔直換流器有橋臂過流保護I、II段或者III段，通過設置交直流過流保護之間定值配合，在換流器區外故障時，可以利用換流器輸出電流限制能力，達到故障時輸出給定電流大小，提供部分短路電流，一方面可以利用交流保護切除故障，另一方面也不影響故障情況下換流器運行。

專利“一種柔性直流輸電系統從并列轉為孤島運行的平滑切換方法”，申請號201310220297.8：通過系統電氣量變化特征檢測柔性直流輸電系統處于交直流并列運行模式還是孤島運行模式，并在判斷系統處于孤島運行方式后自動將控制模式切換到與之對應的控制策略，但沒有講述孤島運行模式下發生故障后和交流保護配合，《MMC-HVDC聯網及孤島運行狀態轉換策略》2015,35(9)：2152-2161一文講述了柔直系統在聯網狀態和孤島狀態間穩定轉換策略，但沒有涉及保護故障下控制限流方法和交流系統保護配合方式。

發明內容

本發明的目的是提供一種柔性直流輸電系統換流器運行在孤島狀態下故障限流控制與保護配合方法，換流器輸出電流限定指令Imax用于限制電流內環dq電流指令大小，設定交流系統故障時Imax等于交流線路過流保護III段數值或者比過流保護III段數值略大，交流線路過流保護I段定值設定比換流器橋臂過流保護I段定值低，換流器橋臂過流保護II段數值比交流線路過流保護II段數值低或者數值相等情況下延時較交流保護II段長，在檢測換流器連接線路側發生故障時，切換換流器電流限制指令數值Imax，從正常允許輸出電流倍數切換為故障下交流線路保護III段數值，通過限制換流器輸出電流大小達到提供部分短路電流，依靠交流保護III段切除交流故障，同時又不影響換流器正常運行，交流側故障切除后Imax恢復至正常情況下換流器允許輸出電流倍數，Imax切換方法是實時檢測網側電壓幅值，根據電壓幅值大小按照預先設定的n組(U_Lj，Imaxj)(j＝1,2…n)二維數值系列或者曲線，采用插值方式或者查表方法得到電流指令限制值Imax,用于限制換流器在無源狀態下運行時輸出電流大小。

上述方法通過實時檢測網側電壓幅值大小，一旦檢測低電壓狀態，認為是交流線路發生故障，Imax從正常情況下換流器允許輸出電流倍數切換為故障下交流線路保護III段數值。