[發明專利]一種柔性直流輸電雙極系統抑制換流器過負荷的方法

有效

• 申請號: 201710886506.0
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN109560564B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 隨順科;胡兆慶;盧宇;董云龍;李鋼;汪楠楠;王柯
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種柔性直流輸電雙極系統抑制換流器過負荷的方法，針對連接于新能源接入等孤島無源系統，雙極換流器交流側兩極分別接入獨立的交流母線，兩極母線采用電子式開關設備作為母聯開關，換流器雙極運行，母聯電子式開關連通，一極閉鎖時，監測當雙極功率大于一極換流器最大功率限制時，斷開母聯電子式開關，當雙極功率小于一極最大功率限制時，保持電子式開關導通狀態。此外，針對送端換流器直流線路至受端換流器發生故障問題，在正負極直流母線上各增加通過電子式開關連接的耗能電阻裝置，檢測直流過電壓時開通電子式開關投入耗能電阻裝置，抑制換流器過電壓。

技術領域

本發明屬于電力系統柔性輸電領域，具體涉及一種柔性直流輸電雙極系統抑制換流器過負荷的方法。

背景技術

柔性直流輸電采用電壓源換流器，可以獨立調節有功和無功的輸出，提高交流系統的輸電能力，易于構成多端直流輸電系統，在可再生能源的發電并網、孤島城市供電以及交流系統互聯等應用領域，具有明顯的競爭力。隨著電力電子器件和控制技術的進步，柔性直流輸電系統容量和電壓等級越來越高。

為了實現大容量功率輸送的要求，需要增加子模塊數量以提高電壓等級，但過多子模塊級聯增加閥控設備控制難度，因此采用雙極結構形式，在減少單個換流單元子模塊級聯數目的同時達到同樣傳輸功率的目的，成為一種可行的選擇。

柔性直流輸電雙極系統結構，實現孤島可再生新能源送出時，風電、光伏等新能源多點匯入交流母線，雙極各接入交流母線，如雙極母線不相連接，兩極功率不平衡，換流器接地極存在較大電流問題，此外，當換流器一極出現故障時，連接該極的母線功率將全部損失，無法實現新能源的有效送出。如雙極母線直接連接，不加以控制，當一極出現故障時，另一極由于功率轉移，存在過負荷停運風險。此外，當送端換流器區外出現故障時，功率無法送出，對應故障極會出現直流過電壓問題等。

為了有效可靠的解決雙極系統換流器一極發生故障閉鎖，避免另一極過負荷停運，以及送端換流器區外故障，避免故障極出現直流過電壓，保證新能源的有效送出問題，需要找到新的過負荷及抑制直流過電壓方法。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種柔性直流輸電雙極系統抑制換流器過負荷的方法，應對單極故障，抑制另一極出現過負荷問題，并解決直流過壓問題，最優化的實現新能源的可靠送出。

為了達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種柔性直流輸電雙極系統抑制換流器過負荷的方法，雙極換流器交流側雙極分別接入各自交流母線，在交流母線之間增加母聯電子式開關設備連接，換流器雙極運行，母聯電子式開關連通，當換流器一極閉鎖時，監測判斷雙極功率大于單極換流器最大功率限制Pmax時，斷開母聯電子式開關，當雙極功率小于單極換流器最大功率限制Pmax時，保持母聯電子式開關導通狀態。

進一步，其具體操作步驟如下：

(1)換流器雙極分別接入各自交流母線，在交流母線之間增加母聯電子式開關設備，母聯電子式開關為連通狀態；

(2)判斷比較當前雙極母線功率P＝P1+P2與單極換流器最大功率限制Pmax 大小；單極出現故障閉鎖時，判斷當P≥Pmax時，延時t時刻，分斷母聯電子式開關QF，當PPmax時，保持母聯電子式開關QF為連通狀態；

(3)換流器一極故障閉鎖后，故障極對應交流母線上的功率根據母聯電子式開關的狀態，由另一正常極送出或者停止送出，保證了非故障極送出功率在 Pmax內，從而避免了故障極引起另一極過負荷停運問題。

進一步，步驟(2)所述延時t可整定范圍為(0-T_set)，T_set小于單極閉鎖后另外一極功率上升到換流器過負荷門檻時間。

進一步，所述母聯電子式開關為具有電流分合功能的快速電子式開關設備。

進一步，所述母聯電子式開關為電力電子開關或直流斷路器。