[發明專利]一種柔性直流輸電系統故障快速恢復控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201710390261.2
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN108933540B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 楊杰;李云豐;吳亞楠;孔明;范征;賀之淵
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國家電網公司;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02M7/219
• 分類號: H02M7/219;H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種柔性直流輸電系統故障快速恢復控制方法，其特征在于，所述方法包括：

計算模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的平均值，通過過濾平均值中的基波分量獲得模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量；

比較上、下橋臂電容電壓的直流分量之差與死區環節預設閾值之間的大小，確定死區環節的輸出；

當所述死區環節的輸出為上、下橋臂電容電壓的直流分量之差時，利用基于比例積分控制的比例控制器對其輸出進行調節，獲取補償電壓；

將所述補償電壓與模塊化多電平換流器的橋臂參考電壓疊加，以實現柔性直流輸電系統故障快速恢復控制；

所述模塊化多電平換流器的橋臂參考電壓，用于調節模塊化多電平換流器橋臂投入的子模塊數量；

若故障極橋臂的輸出電流值大于零，增加橋臂串聯的子模塊數目；若小于零，則減少橋臂串聯的子模塊數目；

若非故障極橋臂的輸出電流值大于零，減少橋臂串聯的子模塊數目；若小于零，則增加橋臂串聯的子模塊數目。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量包括：

通過下式確定模塊化多電平換流器各相上橋臂電容電壓的平均值u_{cpj_aver}：

式中，j表示模塊化多電換流器的第j相，j＝a、b、c；p為上橋臂物理量，i表示第i個子模塊，i＝1,2，…,N，N為橋臂串聯的子模塊個數，u_{pj_i}為第j相上橋臂的第i個子模塊電壓；

通過下式確定模塊化多電平換流器各相下橋臂電容電壓的平均值u_{cnj_aver}：

式中，n為下橋臂的物理量，u_{nj_i}為第j相下橋臂的第i個子模塊電壓；

通過過濾上、下橋臂電容電壓的平均值u_{cpj_aver}和u_{cnj_aver}中的基波分量獲得模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量u_{cpj_ave}'_r和u_{cnj_aver}'。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過下式確定所述各相上、下橋臂電容電壓的直流分量之差：

u_{cpnj_err}＝u_{cpj_aver}'-u_{cnj_aver}' (3)

式中，j表示模塊化多電平換流器第j相，j＝a、b、c，分別代表模塊化多電平換流器的三相；u_{cpj_aver}'和u_{cnj_aver}'分別為模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述比較各相上、下橋臂電容電壓的直流分量之差與死區環節預設閾值之間的大小具體包括：

當模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量不一致且其差值大于死區環節的預設閾值時，死區環節輸出模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量之差，否則輸出零。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述補償電壓根據模塊化多電平換流器各相上、下橋臂電容電壓的直流分量之差與比例系數K相乘獲得。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過下式分別確定模塊化多電平換流器第j相上橋臂參考電壓和下橋臂參考電壓

式中，u_dc為直流側電壓參考值，為交流側電壓參考值，為環流抑制電壓參考值，sign(x)為符號函數；i_pj和i_nj分別表示第j相上橋臂的輸出電流。