[發(fā)明專利]一種抑制直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的安全控制方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110417042B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 馬歡;楊冬;麻常輝;雷鳴;張鵬飛;趙康;劉文學;周寧;曹永吉;盧奕;張志軒;房俏;李山;陳博;邢魯華;蔣哲
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

本發(fā)明公開了一種抑制直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的安全控制方法和系統(tǒng)，包括直流安全穩(wěn)定控制主站、整流換流控制子系統(tǒng)與逆變側狀態(tài)檢測子系統(tǒng)，基于換相失敗機理，通過檢測直流系統(tǒng)換相失敗次數(shù)和逆變側換流母線電壓，進行直流功率速降，從而實現(xiàn)直流連續(xù)換相失敗抑制。本發(fā)明在受端電網(wǎng)弱交流狀態(tài)下仍然可以降低連續(xù)換相失敗風險，可有效阻止直流系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)換相失敗故障，提高交直流混聯(lián)系統(tǒng)運行安全穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制領域，更具體地，涉及一種針對交流故障后直流受端系統(tǒng)弱交流狀態(tài)下，抑制直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的安全控制方法和系統(tǒng)。

背景技術

全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設對能量傳輸提出大容量、遠距離、跨區(qū)域的新要求，如何盡可能提高電網(wǎng)輸送能力、提高運行效率成為電力輸送中亟待解決的問題。而特高壓直流輸電具有造價低，線損小，調節(jié)速度快等優(yōu)點，是有效解決上述問題的重要技術，因此得到大力發(fā)展。如今，全球已安裝100多套高壓直流輸電系統(tǒng)。預計到2020年，我國將建成15個特高壓直流輸電工程，并成為世界上擁有直流輸電工程最多、輸送線路最長、容量最大的國家。

隨著直流輸電系統(tǒng)建設，受端系統(tǒng)“強直弱交”的特性逐漸增強，直流連續(xù)換相失敗容易發(fā)生。換流站近區(qū)故障發(fā)生，極易導致多直流發(fā)生同時換相失敗。當受端交流系統(tǒng)故障較長時間未清除,其近區(qū)的換流母線電壓持續(xù)較低，可能造成直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗，長時間換相失敗后直流控制系統(tǒng)觸發(fā)直流閉鎖保護。由于特高壓交直流混聯(lián)系統(tǒng)中不同線路間的耦合緊密，直流閉鎖所帶來的功率缺額將引發(fā)區(qū)域電網(wǎng)內潮流大范圍轉移與重新分布，很可能會造成交流系統(tǒng)解列、大面積失負荷等連鎖故障。

針對直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗，常用的抑制方法是根據(jù)直流換相失敗嚴重程度對直流系統(tǒng)進行閉鎖控制，同時通過安全穩(wěn)定控制裝置對送端電網(wǎng)進行緊急切機和受端電網(wǎng)緊急切負荷操作，從而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。這種控制方法，通過犧牲部分交流供電區(qū)域供電可靠性換取整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，有效避免事故規(guī)模的擴大。但是目前缺少一種專門針對直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的抑制方法，從連續(xù)換相失敗本質出發(fā)對直流系統(tǒng)進行相應控制，從而避免直流系統(tǒng)從連續(xù)換相失敗惡化至直流閉鎖的過程，實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，不形成任何區(qū)域電網(wǎng)事故。由此可見設計抑制直流系統(tǒng)受端弱交流狀態(tài)下連續(xù)換相失敗的安全控制系統(tǒng)是十分必要的。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種抑制直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗的安全控制方法,基于連續(xù)換相失敗機理，檢測直流系統(tǒng)逆變側換相失敗次數(shù)和逆變側換流母線電壓，通過直流功率速降實現(xiàn)直流系統(tǒng)連續(xù)換相失敗抑制，包括如下步驟：

S1：檢測逆變側換相失敗次數(shù)m，逆變側換流母線電壓U_i；

S2：判斷換相失敗次數(shù)m、換流母線電壓U_i是否滿足觸發(fā)條件，如果滿足觸發(fā)條件，進入步驟S3；如果不滿足觸發(fā)條件，返回步驟S1；

S3：啟動直流功率速降；

S4：判斷直流功率的大小，決定直流功率速降值；

S5：進行直流功率速降；

S6：判斷是否滿足退出條件，若否，則返回步驟S5；若是，直流功率速降結束，開始恢復直流功率。

進一步地，步驟S1中換相失敗次數(shù)的檢測方法具體包括：

S21：逆變換流器換相失敗檢測裝置測量閥電流與換流母線線電壓，并計算換流閥熄弧角；

S22：判斷熄弧角是否大于固有極限熄弧角：

如果是，表示沒有發(fā)生換相失敗，返回步驟S21，逆變換流器換相失敗檢測裝置繼續(xù)實時測量計算閥熄弧角；

如果否，表示發(fā)生換相失敗，進入步驟S23；