[發明專利]一種基于電阻型故障限流器的混合直流輸電故障處理方法

有效

• 申請號: 201910550693.4
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110350567B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 陳磊;李國城;張旭陽;田昕
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02H9/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

本發明涉及電力系統及自動化技術，具體涉及一種基于電阻型故障限流器的混合直流輸電故障處理方法，針對±500kV混合高壓直流輸電系統的技術特點，輸電線路的入口和出口各裝設一套電阻型故障限流器，以電阻型故障限流器作為混合高壓直流輸電系統的直流故障輔助處理方法；以換流站控制作為混合高壓直流輸電系統的直流故障主要處理方法。該方法能夠限制有效直流短路電流，減緩整流側直流電壓下降速度，改善逆變側直流電壓下跌，提高直流故障下的魯棒性。

技術領域

本發明屬于電力系統及自動化領域，尤其是涉及一種基于電阻型故障限流器的混合直流輸電故障處理方法，提高±500kV混合高壓直流輸電系統直流故障下的魯棒性。

背景技術

傳統的高壓直流輸電(High Voltage Direct Voltage，HVDC)技術有電網換相型(Line Commutated Converter，LCC)高壓直流輸電技術和電壓源換流器型(VoltageSource Converter，VSC)高壓直流輸電技術。近年來，混合高壓直流輸電技術是實現遠距離大容量輸電目標的一種新型實現方案，受到國內外學者越來越多的關注。混合高壓直流輸電技術融合了LCC-HVDC和VSC-HVDC兩種技術優點，將LCC換流站作為整流站，可有效地降低成本；將VSC換流站作為逆變站，可增強運行靈活性。此外，混合高壓直流輸電技術具備以下優點：(1)消除了換相失敗的風險；(2)增強了對弱電網甚至無源電網的支撐能力；(3)實現了有功功率和無功功率的靈活控制。

根據可查文獻，目前國內外學者對混合高壓直流輸電技術進行了一些基礎性的研究，主要集中在如何增強交流故障下系統的魯棒性、如何建立系統小信號模型等方面，而在如何增強直流故障下系統的魯棒性方面的研究卻很少。混合高壓直流輸電系統的輸電線路發生直流短路故障，特別是雙極接地故障，是非常嚴重的故障，如果不能及時限制住短路電流，對設備將造成不可逆的破壞，甚至導致整個系統的崩潰。對于LCC換流站的直流短路電流，可以調整觸發角，附加限流方案，取得較好的直流短路電流抑制效果；對于VSC換流站的直流短路電流，即使故障發生后立即閉鎖電力電子開關，由于直流電容的放電，直流故障電流上升速度非常快。因此在混合高壓直流輸電系統中引入限流器是一種提高直流故障下的魯棒性的必要的措施。

本發明所采用限流器為電阻型超導故障限流器(Superconducting FaultCurrent Limiter，SFCL)，其結構是由是由超導限流線圈和分流線圈兩部分組成，線圈繞法采用“無感線圈繞法”，可以將線圈的電感忽略掉。故其等值電路圖簡單明了，如附圖1所示。

電網正常運行時，裝置處于超導態，此時R_sc為零。當電網發生短路故障時，短路電流激增使得超導失超，此時R_sc激增，限制短路電流。需要指出的是，超導體上流過的電流被自動轉向到超導體的分流電阻R_p上，從而實現限流功效和對超導體的保護。電流換流的過程，也就是超導體從零電阻的超導態向常溫電阻的正常態轉變的過程。此過程中，短路電流被限制，超導體上的電流逐漸減小，使得超導體自身可以及時恢復，以便對下一次過流形成保護。

本發明涉及一種基于電阻型故障限流器的混合直流輸電故障處理方法，針對±500kV混合高壓直流輸電系統的技術特點，以換流站控制為主，以電阻型限流器為輔，以期限制直流短路電流，減緩整流側直流電壓下降速度，改善逆變側直流電壓下跌，提高直流故障下的魯棒性。

發明內容

本發明針對±500kV混合高壓直流輸電系統的技術特點，提出一種基于電阻型故障限流器的混合直流輸電故障處理方法，以換流站控制為主，以電阻型故障限流器為輔，以期限制直流短路電流，減緩整流側直流電壓下降速度，改善逆變側直流電壓下跌，提高直流故障下的魯棒性。

本發明采用如下技術方案實現：