[發(fā)明專利]含有電阻型超導限流器和直流斷路器的換流站及其直流故障處理策略

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811623003.5
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109659967B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 孫建龍;韓笑;李妍;王庭華;曹程杰;儲方舟;繆蕓;徐政;張哲任;徐雨哲
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院;國網江蘇電力設計咨詢有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02H7/26
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種含有電阻型超導限流器和直流斷路器的換流站，其交流側通過交流斷路器與交流系統(tǒng)連接，直流側通過多回直流線路與多端柔性直流系統(tǒng)中的其他換流站連接；其特征在于：該換流站具有兩種拓撲結構：一種為真雙極結構即正負極均具有獨立的換流器，另一種為偽雙極結構即正負極共用同一個換流器，所述換流器采用基于半橋子模塊級聯(lián)的模塊化多電平換流器；

真雙極結構的換流站中正極換流器的直流高壓端經過機械開關連接至換流站的正極直流母線，正極換流器的直流低壓端與負極換流器的直流高壓端連接并接地，負極換流器的直流低壓端通過機械開關連接至換流站的負極直流母線；偽雙極結構的換流站中換流器的直流高壓端經過機械開關連接至換流站的正極直流母線，換流器的直流低壓端經過機械開關連接至換流站的負極直流母線；

所述直流線路依次通過電阻型超導限流裝置、直流斷路器、平波電抗器與換流站的正極直流母線或負極直流母線連接；

所述電阻型超導限流裝置包括電阻型超導限流器、旁路保護模塊和直流故障重啟動保護模塊；其中，電阻型超導限流器與旁路保護模塊采用并聯(lián)方式連接之后，再與直流故障重啟動保護模塊采用串聯(lián)方式連接；

所述旁路保護模塊由超快速機械開關和電流轉移開關串聯(lián)組成，所述直流故障重啟動保護模塊由電流旁路支路與限流電阻并聯(lián)組成；

所述旁路保護模塊正常狀態(tài)下處于斷開狀態(tài)，僅當其所連的換流站在直流故障后的重啟動過程中旁路保護模塊才會短時間閉合；所述電流旁路支路正常狀態(tài)下處于閉合狀態(tài)，僅當其所連的換流站在直流故障后的重啟動過程中電流旁路支路才會短時間斷開。

2.根據(jù)權利要求1所述的換流站，其特征在于：所述電流轉移開關由多個帶反并二極管的IGBT管串聯(lián)組成，其中一半的IGBT管采用正向連接，另一半的IGBT管采用反向連接，所有IGBT管的基極均接收來自外部設備提供的開關控制信號。

3.根據(jù)權利要求1所述的換流站，其特征在于：所述電流旁路支路采用超快速機械開關構成。

4.一種如權利要求1所述換流站的直流故障處理方法，包括如下步驟：

(1)基于直流電流判斷系統(tǒng)是否發(fā)生直流故障及故障發(fā)生位置；

(2)根據(jù)故障發(fā)生位置采取相應的故障處理方案：若故障點位于站內，則停運故障極換流器且斷開故障極直流母線所連接的直流線路；若故障點位于站外，則借助直流斷路器斷開故障的直流線路；

(3)對于故障點位于站外的直流線路故障，當直流線路充分去游離之后，對系統(tǒng)進行重啟動。

5.根據(jù)權利要求4所述的直流故障處理方法，其特征在于：所述步驟(1)的具體實現(xiàn)方式如下：

對于任一與換流站直流母線所連的直流斷路器，檢測流經該直流斷路器的電流，如果電流大于換流站額定直流電流值的1.5倍，則判定系統(tǒng)發(fā)生了直流故障；檢測到系統(tǒng)發(fā)生直流故障后，進一步判斷若與該直流斷路器所連的換流站直流母線的注入電流之和絕對值大于換流站額定直流電流值的0.1倍，則判定故障發(fā)生位置在該換流站直流母線上；

若直流故障不在換流站直流母線處，則進一步根據(jù)直流電流的方向來判斷故障發(fā)生位置：對于該直流斷路器所連的換流站直流母線為正極直流母線情況下，若直流電流從正極直流母線流向該直流斷路器對應的直流線路，則判定故障發(fā)生位置在該直流斷路器對應的直流線路上，若直流電流從該直流斷路器對應的直流線路流向正極直流母線，則判定故障發(fā)生位置在正極直流母線與機械開關之間；對于該直流斷路器所連的換流站直流母線為負極直流母線情況下，若直流電流從負極直流母線流向該直流斷路器對應的直流線路，則判定故障發(fā)生位置在負極直流母線與機械開關之間，若直流電流從該直流斷路器對應的直流線路流向負極直流母線，則判定故障發(fā)生位置在該直流斷路器對應的直流線路上。