[發明專利]用于直流電網故障限流裝置的混合運行控制方法

有效

• 申請號: 201810596320.6
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108963987B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 董新洲;官二勇;王豪;景柳銘
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網湖北省電力有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

本發明提供了一種用于直流電網故障限流裝置的混合運行控制方法。控制方法包括：持續檢測直流電網中的第一電流值、通過換流器中第一IGBT器件的第二電流值和通過直流變壓器中第二IGBT器件的第三電流值；第二電流值大于或等于第二閾值時，閉鎖換流器；第三電流值大于或等于第三閾值時，閉鎖直流變壓器；第一電流值大于或等于第一閾值時，開啟限流器；在開啟限流器后且第一電流值仍大于或等于第一閾值時，或第二電流值大于或等于第二閾值時，閉鎖換流器；在閉鎖換流器后且第一電流值仍大于或等于第一閾值時，或第三電流值大于或等于第三閾值時，閉鎖直流變壓器；當第一電流值小于第一閾值時，控制直流斷路器執行斷路，以提高電網穩定性。

技術領域

本發明涉及直流電網技術領域，具體而言，涉及一種用于直流電網故障限流裝置的混合運行控制方法、一種用于直流電網故障限流裝置的混合運行控制系統和一種直流電網。

背景技術

目前，在相關技術中，直流電網自身具備傳輸容量大、線損低、可靠性高等諸多優勢，日益受到了人們的關注。柔性直流系統由于其獨特的控制性能、無換相失敗等優點，成為直流電網發展的主流趨勢。而如何解決直流線路故障時，柔性直流系統故障電流的清除成為目前工程上和學術上的難點問題。

直流電網故障電流可通過以下三種關鍵設備進行限制，即優化直流換流器拓撲、直流變壓器和故障電流限流器。

優化直流換流器拓撲可關斷直流故障電流。對于基于柔性直流系統，MMC(ModularMultilevel Converter，模塊化多電平換流器)是其換流站拓撲的首選技術方案。但該方案當直流側發生故障時，反并聯二極管會為短路電流提供通路，系統近似發生三相短路，短路電流不能被阻斷，應考慮采用具備直流側故障電流阻斷能力的MMC拓撲結構來實現直流側故障電流的阻斷。通過優化SM(Sub Module，單個子模塊)的拓撲可以實現直流側故障電流的阻斷，如全橋子模塊拓撲結構，箝位型雙子模塊拓撲結構，串聯雙子模塊拓撲結構，交叉連接型子模塊拓撲結構，混合型子模塊拓撲結構，二極管箝位型子模塊拓撲結構，二極管嵌位式雙子模塊拓撲結構，增強自阻型子模塊拓撲結構。也可以通過優化橋臂拓撲來限流，如子模塊混合型MMC，二極管阻斷型MMC，橋臂交替導通換流器，混合級聯換流器。

直流變壓器可閉鎖直流故障電流。在直流變壓器中，使輸入端和輸出端沒有直接相連的電流通路，從而可以實現故障隔離。較為簡便的辦法就是在輸入端和輸出端之間添加隔離變壓器。拓撲中采用單相H橋結構，滿足中等容量的應用場合；同時采用了中頻變壓器，以實現大變比的要求。中頻變壓器使得兩側直流系統電氣隔離，有效防止故障的蔓延。

故障電流限流器亦可起到直流電網限流作用。國內外限流技術主要有超導限流、固態限流等。隨著全控器件等的發展，固態直流限流器得到了迅猛發展。現有技術出提出了一種由快速開關、GTO(Gate Turn-OffThyristor，可關斷晶閘管)和限流電阻并聯組成的二次電流轉移型短路電流限制器，解決了電流直接從快速開關到電阻轉移困難的問題。現有技術中，限流器拓撲有2種形式，主要結構包括全控器件、二極管、電感及快速機械開關。該直流限流器在高壓直流輸電系統發生故障時限制直流電流的增大，利用電感通低頻阻高頻的特性，通過全控開關將直流電流轉變為高頻交變電流，達到電感限制直流電流的目的。超導故障電流限制器作為一種有效的短路電流限制裝置，在發生短路故障時，能夠迅速將短路電流限制到可接受的水平。

如何控制直流電網中限流器、換流器和直流變壓器分別如何動作和重啟，才能最大限度的降低故障電流抑制裝置對電網及設備的影響，成為目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

為此，本發明的第一方面提出一種用于直流電網故障限流裝置的混合運行控制方法。

本發明的第二方面提出一種用于直流電網故障限流裝置的混合運行控制系統。

本發明的第三方面提出一種直流電網。