[發明專利]一種孤島柔直送出系統故障穿越控制方法及系統

在審

• 申請號: 201810033774.2
• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108258723A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 李琰;劉超;遲永寧
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網上海市電力公司;國網冀北電力有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/36;H02J3/48;H02J3/24
• 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

本發明涉及一種孤島柔直送出系統故障穿越控制方法及系統，包括：當柔性直流電網發生故障時，柔性直流換流站啟動交流側能耗制動，投入制動電阻；當故障清除后，柔性直流換流站發出控制信號，所述電站接收所述控制信號啟動新能源有功功率控制系統；若有功功率控制系統調控有功功率值達到預設有功功率控制目標值則逐步退出制動電阻完成故障穿越。本發明提供的技術方案通過在直流電網發生故障時，及時投入制動電阻消耗新能源發出的功率，同時啟動新能源場站的功率控制，并當功率控制達到要求后，逐級退出制動電阻，不僅實現了平滑控制，而且實現了故障穿越。

技術領域

本發明涉及孤島接入柔性直流電網送出的新能源故障穿越控制的技術領域，提出了一種孤島柔直送出系統故障穿越控制方法及系統。

背景技術

大規模新能源遠距離輸送成為新能源外送消納的主要方式，但是隨著同步支撐電源的比例逐步下降，甚至停止開發，如何在弱同步支撐甚至無同步支撐下輸送新能源成為研究熱點，因此研究柔性直流輸電技術，并提出電網應用柔性直流輸電技術解決大規模風電外送將成為未來的趨勢。孤島并網的新能源機組通過交流匯集不再有同步電源的支撐，經過直流變換后接入柔直電網，一旦直流電網發生故障，成千上萬臺新能源機組難以準確的及時感知故障的發生并據此來進行快速的控制，將有可能會導致直流電網中注入的功率越限，導致直流電網崩潰。

因此需要在直流電網發生故障時，研究孤島接入電站和直流電網之間的功率協調控制，但是電站在通過直流匯集成本太高只能采用交流匯集的前提下，交流系統難以及時在ms級內反饋并實現功率緊急控制。

發明內容

為解決直流電網發生故障時，孤島接入電站和直流電網之間的功率協調控制問題，本發明提供了一種孤島柔直送出系統故障穿越控制方法，包括：

當柔性直流換流站發生故障時，柔性直流換流站投入制動電阻；

當故障清除后，柔性直流換流站發出控制信號，所述電站接收所述控制信號啟動有功功率控制；

當柔性直流換流站的有功功率值達到預設有功功率控制目標值時，按照預先設定的規則退出制動電阻完成故障穿越。

優選的，當柔性直流換流站發生故障時，柔性直流換流站投入制動電阻包括：

當柔性直流換流站發生故障時，根據柔性直流換流站需要限制的功率擬定制動電阻的總容量，并根據所述制動電阻的總容量和電阻材料的散熱特性對制動電阻進行分組；

當柔性直流換流站發生單極故障時，柔性直流換流站向制動電阻發送控制信號，投入與故障極連接的制動電阻；

當柔性直流換流站發生雙極故障時，柔性直流換流站向制動電阻發送全部投入的控制信號，投入全部制動電阻。

優選的，所述制動電阻的總容量包括：由多組電阻并聯得到；

所述電阻按下式計算：

式中，U_max為交流電壓最高值，當電站并網點電壓為220kV時，則U_max＝1.1*220kV；P_N為雙極柔性直流換流站額定輸送容量；P_DC為故障期間雙極柔性直流換流站實際輸送容量，單極故障時P_DC為P_N的一半，雙極故障時P_DC為0。

優選的，所述電阻材料的散熱特性確定的電阻如下式所示：

式中，w代表功率；U_max為交流電壓最高值；t為故障時間。

優選的，當故障清除后，柔性直流換流站發出控制信號，啟動有功功率控制，包括：