[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于直流儲(chǔ)能裝置的MMC-HVDC并網(wǎng)故障穿越控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811085202.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109193766B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黨睿;孔維一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 封睿

1.一種基于直流儲(chǔ)能裝置的MMC-HVDC并網(wǎng)故障穿越控制方法，其特征在于，通過(guò)直流儲(chǔ)能裝置存儲(chǔ)故障期間不平衡功率，實(shí)現(xiàn)故障穿越，具體方法為：

當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障交流電壓跌落幅度不超過(guò)設(shè)定值時(shí)，MMC-HVDC增大交流電流，消除MMC-HVDC的不平衡功率，進(jìn)而將MMC-HVDC直流線路中堆積的有功功率傳輸至電網(wǎng)側(cè)，維持直流線路電壓穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)故障穿越；

當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障交流電壓跌落幅度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)直流儲(chǔ)能裝置將MMC-HVDC直流線路中的堆積的有功功率存儲(chǔ)至直流儲(chǔ)能裝置，當(dāng)直流儲(chǔ)能裝置容量滿額時(shí)，啟動(dòng)動(dòng)態(tài)卸荷電阻消耗剩余的直流線路堆積有功功率，消除MMC-HVDC的不平衡功率，進(jìn)而維持直流線路電壓穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)故障穿越；

當(dāng)電網(wǎng)側(cè)故障結(jié)束后，直流儲(chǔ)能裝置向MMC-HVDC直流線路反向傳輸功率，防止MMC-HVDC輸出功率過(guò)載而導(dǎo)致直流線路電壓降低；

當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障交流電壓跌落幅度超過(guò)0.2pu時(shí)，采用超級(jí)電容器組和雙向DC-DC變換器組成的直流儲(chǔ)能裝置吸收MMC-HVDC直流線路中的堆積的有功功率；

直流儲(chǔ)能裝置中，雙向DC-DC變換器采用單移相控制策略，通過(guò)控制移相角D控制雙向DC-DC變換器的傳輸功率，半個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的電感電流值為：

式中，i_L(t)為時(shí)刻t流過(guò)雙向DC-DC變換器中電感的電流值，v_dc1為雙向DC-DC變換器原邊電壓值，k＝v_dc1/nv_dc2為電壓傳輸比，v_dc2為雙向DC-DC變換器副邊電壓值，f為雙向DC-DC變換器工作頻率，L為雙向DC-DC變換器中的電感值，D為移相角；

則得出雙向DC-DC變換器傳輸功率如下式所示：

式中，P_trans為雙向DC-DC變換器傳輸功率，T_hs為半個(gè)開(kāi)關(guān)周期，v_L為雙向DC-DC變換器中電感L的電壓值，i_L為流過(guò)雙向DC-DC變換器中電感L的電流值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直流儲(chǔ)能裝置的MMC-HVDC并網(wǎng)故障穿越控制方法，其特征在于，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障交流電壓跌落幅度不超過(guò)0.2pu時(shí)，MMC-HVDC增大交流電流，交流電流的上限為1.2pu。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直流儲(chǔ)能裝置的MMC-HVDC并網(wǎng)故障穿越控制方法，其特征在于，直流儲(chǔ)能裝置中，超級(jí)電容器組存儲(chǔ)與釋放能量均由其電壓變化決定，假設(shè)在儲(chǔ)能過(guò)程中，其電壓值由U₁上升至U₂，則其存儲(chǔ)的總能量為：

式中，E為超級(jí)電容器組存儲(chǔ)的總能量，C_f為單個(gè)超級(jí)電容器電容值，U₁、U₂分別為超級(jí)電容器存儲(chǔ)能量前與存儲(chǔ)能量后的電壓值，m表示超級(jí)電容器組中每一列中串聯(lián)的超級(jí)電容器個(gè)數(shù)，n表示超級(jí)電容器組中并聯(lián)行數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直流儲(chǔ)能裝置的MMC-HVDC并網(wǎng)故障穿越控制方法，其特征在于，動(dòng)態(tài)卸荷電阻值由下式確定：

式中，R_chop為動(dòng)態(tài)卸荷電阻值；P_wf為風(fēng)電場(chǎng)向MMC-HVDC輸送的有功功率；P_GS為電網(wǎng)側(cè)MMC換流器向電網(wǎng)端輸送的有功功率，k_r為保護(hù)動(dòng)作閾值。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直流儲(chǔ)能裝置的MMC-HVDC并網(wǎng)故障穿越控制方法，其特征在于，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)故障結(jié)束之后，控制直流儲(chǔ)能裝置的雙向DC-DC變換器反向輸出功率至直流線路中，補(bǔ)償MMC-HVDC超載的有功功率，進(jìn)而維持直流線路中穩(wěn)壓電容中的功率值不變，防止直流線路電壓下降。