[發(fā)明專(zhuān)利]一種柔性直流換流器直流故障電流抑制方法及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811542867.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109861192B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周猛;向往;左文平;文勁宇;林衛(wèi)星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02H9/02
• 分類(lèi)號(hào): H02H9/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

1.一種柔性直流換流器直流故障電流抑制方法，應(yīng)用于直流側(cè)輸出電壓在其自身輸出能力限制范圍內(nèi)任意可調(diào)的柔性直流換流器，其特征在于，所述方法包括：

將直流電流基本控制器的輸出量與直流電流優(yōu)化控制器的輸出量二者進(jìn)行疊加，將疊加結(jié)果作為換流器相單元直流電壓控制量初值，其中，所述直流電流優(yōu)化控制器用于優(yōu)化換流器在直流故障過(guò)程中的暫態(tài)特性，所述直流電流基本控制器用于確保換流器在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)滿足穩(wěn)態(tài)運(yùn)行指標(biāo)；

將所述換流器相單元直流電壓控制量初值除以換流器功率模塊電容電壓額定值得到換流器相單元功率模塊投入數(shù)量初值；

將所述換流器相單元功率模塊投入數(shù)量初值通過(guò)限幅環(huán)節(jié)限制其變化范圍后，得到換流器相單元功率模塊投入數(shù)量終值；

將所述換流器相單元功率模塊投入數(shù)量終值乘以換流器功率模塊電容電壓額定值，得到換流器相單元直流電壓控制量終值后，進(jìn)一步通過(guò)換流器控制系統(tǒng)處理后使得換流器輸出與直流故障點(diǎn)的電壓大小相適應(yīng)的直流母線電壓，以阻止直流故障電流進(jìn)一步增大，限制直流故障電流的峰值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流電流基本控制器包括：直流電流比例-積分控制器、直流電流比例-積分-微分控制器、直流電流比例-微分控制器、直流電流比例控制器、直流電流模糊邏輯控制器、直流電流神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器、直流電流重復(fù)控制器及直流電流模型預(yù)測(cè)控制器中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流電流優(yōu)化控制器包括：直流電壓加權(quán)前饋控制器、直流電壓比例控制器及直流電壓預(yù)測(cè)控制器中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述直流電流優(yōu)化控制器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度為所述直流電流基本控制器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的10～20倍以上，以達(dá)到快速降低直流母線電壓，限制直流故障電流峰值的目的。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述直流電流包括：正極直流母線電流、負(fù)極直流母線電流及正極與負(fù)極直流母線電流的平均值中的任意一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述直流電流優(yōu)化控制器的控制輸入量為本地?fù)Q流器直流母線電壓、與本地?fù)Q流器直流母線相連接的直流線路的直流電壓中的最小值或者直流母線電壓及與該直流母線相連接的直流線路電壓中的最小值，其中，所述直流母線電壓包括：正極直流母線對(duì)負(fù)極直流母線之間的直流電壓、正極或者負(fù)極直流母線對(duì)地之間的直流電壓及正極或者負(fù)極直流母線對(duì)金屬回線之間的直流電壓中的任意一種，所述直流線路的直流電壓包括：直流極線對(duì)直流極線之間的直流電壓、直流極線對(duì)地之間的直流電壓及直流極線對(duì)金屬回線之間的直流電壓中的任意一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述限幅環(huán)節(jié)的上限幅值的選取范圍在換流器單個(gè)橋臂單元內(nèi)部功率模塊數(shù)量值和與1.1倍單個(gè)橋臂單元內(nèi)部功率模塊數(shù)量值之間任意選擇，所述限幅環(huán)節(jié)的下限幅值的范圍在零與-0.1倍單個(gè)橋臂單元內(nèi)部功率模塊數(shù)量值之間任意選擇。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流側(cè)輸出電壓在其自身輸出能力限制范圍內(nèi)任意可調(diào)的柔性直流換流器包括功率模塊混合型模塊化多電平換流器或全橋型模塊化多電平換流器。

9.一種基于權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的柔性直流換流器直流故障電流抑制方法抑制柔性直流輸電系統(tǒng)中直流故障電流的方法，其特征在于，包括：

在換流器直流側(cè)線路發(fā)生金屬性短路故障時(shí)，通過(guò)直流電流優(yōu)化控制器以預(yù)設(shè)速度將換流器相單元直流電壓控制量終值減小為零，以使換流器實(shí)際輸出的直流母線電壓等于零，以限制柔性直流輸電系統(tǒng)中的直流故障短路電流。

10.一種基于權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的柔性直流換流器直流故障電流抑制方法抑制柔性直流輸電系統(tǒng)中直流故障電流的方法，其特征在于，包括：

在換流器直流側(cè)線路發(fā)生高阻故障時(shí)，通過(guò)直流電流優(yōu)化控制器自適應(yīng)地動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)換流器相單元直流電壓控制量終值，使得換流器輸出的實(shí)際直流母線電壓能夠自適應(yīng)不同類(lèi)型的高阻故障，以限制柔性直流輸電系統(tǒng)中的直流故障短路電流。