[發(fā)明專利]一種混合直流輸電系統(tǒng)整流站交流故障穿越控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710139931.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN106849148B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪潮;張野;孫剛;時(shí)伯年;劉斌;梅紅明;徐剛;劉志超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮

一種混合直流輸電系統(tǒng)整流站交流故障穿越控制方法，LCC整流站采用定直流電流控制、最小觸發(fā)角控制與低壓限流控制；MMC逆變站選用定直流電壓控制并配置后備最大調(diào)制比控制及定電流控制。正常運(yùn)行時(shí)，整流站運(yùn)行在定電流控制模式、逆變站運(yùn)行在定直流電壓控制模式。當(dāng)整流站交流側(cè)發(fā)生故障時(shí)，整流站運(yùn)行方式切換至最小觸發(fā)角控制模式以補(bǔ)償整流站直流電壓的降落，逆變站運(yùn)行方式切換至最大調(diào)制比控制方式以降低逆變站的直流電壓參考值。而且，整流站和逆變站控制模式的使能信號(hào)均采自取各站的電氣量無需依靠換流站間的通信。本發(fā)明能夠充分發(fā)揮LCC造價(jià)低MMC控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，可較大限度提高直流系統(tǒng)的輸送功率，降低功率輸送中斷發(fā)生的概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種LCC和MMC的混合直流輸電系統(tǒng)，屬于高壓輸電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

基于電網(wǎng)換相換流器(LCC：Line Commutated Converter)的傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)具有技術(shù)成熟、成本低、過負(fù)荷能量強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在換相失敗、諧波含量大、需無功補(bǔ)償?shù)葐栴}；基于模塊化多電平電壓源換流器(MMC：Modular Multi-level Converter)的柔性直流輸電技術(shù)，能夠獨(dú)立調(diào)節(jié)有功無功功率，具有優(yōu)越的可控性和靈活性，是解決受端電網(wǎng)薄弱、無源電網(wǎng)受電的有效途徑，然而柔性直流技術(shù)成本高、損耗大、控制復(fù)雜。基于LCC-MMC的混合直流輸電系統(tǒng)整流站延用電網(wǎng)換相換流站(LCC)，逆變站新建模塊化多電平換流站(MMC)。該方案有望充分發(fā)揮兩種輸電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)各自的缺陷，擴(kuò)大直流電網(wǎng)的應(yīng)用范圍，為大區(qū)電網(wǎng)提供更多的新型互聯(lián)模式，為大城市直流供電、負(fù)荷中心的多落點(diǎn)受電提供新思路，為大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)與送出消納提供新方法。

但當(dāng)該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的混合直流輸電系統(tǒng)發(fā)生整流站交流故障時(shí)，交流電壓跌落會(huì)導(dǎo)致整流站直流電壓的下降，而逆變站MMC換流站直流電壓卻不受影響。由于兩站間電壓差減小，會(huì)造成功率輸送減小甚至中斷。因此，有必要研究該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的整流站交流故障穿越問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供一種LCC-MMC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的混合直流輸電系統(tǒng)整流站交流故障穿越控制方法，在不增加硬件投入的情況下，使混合直流系統(tǒng)較大限度的傳輸有功功率，從而減小傳輸功率驟降對(duì)逆變站交流系統(tǒng)的沖擊。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

一種混合直流輸電系統(tǒng)整流站交流故障穿越控制方法，所述交流故障穿越方法包括以下步驟：

1)所述混合直流輸電系統(tǒng)整流站采用電網(wǎng)換相換流器(LCC)，正常運(yùn)行時(shí)工作在定直流電流控制模式；逆變站采用電壓源型換流器(MMC)，正常運(yùn)行時(shí)工作在定直流電壓控制模式；

2)檢測(cè)整流站交流母線的各相電壓值，若有任一相電壓值低于預(yù)設(shè)的電壓整定值，即認(rèn)為整流站交流側(cè)發(fā)生故障，則整流站控制模式切換至最小觸發(fā)角控制模式，若該控制模式能維持整流站直流電壓穩(wěn)定，即直流電壓保持在直流電壓閾值以上，則待故障消除后，返回步驟1)，否則進(jìn)入步驟3)；

3)若最小觸發(fā)角控制模式下不能維持整流站直流電壓穩(wěn)定，即直流電壓降低并低于直流電壓閾值時(shí)，則整流站進(jìn)入低壓限流控制模式(VDCOL)，自動(dòng)降低低壓限流控制模式下的直流電流設(shè)定值，待直流電壓恢復(fù)，即大于或等于直流電壓閾值后，返回步驟1)；

4)檢測(cè)逆變站正負(fù)極直流電流的100Hz分量，當(dāng)100Hz分量幅值超過設(shè)定的直流電流100Hz保護(hù)閾值時(shí)，即認(rèn)為整流站交流側(cè)發(fā)生交流故障，則直流電流100Hz保護(hù)啟動(dòng)，逆變站控制模式切換至最大調(diào)制比控制模式，否則返回步驟1)。

本發(fā)明進(jìn)一步包括以下優(yōu)選方案：

所述步驟1)中，LCC整流站預(yù)存的控制模式包括定直流電流控制、最小觸發(fā)角控制及低壓限流控制模式；MMC逆變站預(yù)存的控制模式包括定直流電壓控制、最大調(diào)制比控制模式。