[發明專利]一種電力電子變壓器直流故障穿越方法

在審

• 申請號: 201911169195.1
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110829441A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 歐朱建;吉宇
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司南通供電分公司
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02J3/36;H02J3/38
• 代理公司: 南通市永通專利事務所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

本發明公開了一種電力電子變壓器直流故障穿越方法，涉及交直流混合微型電網系相關技術領域，包括以下步驟：步驟A、步驟B、步驟C、步驟D、步驟E、步驟F、步驟G和步驟H。本發明當電力電子變壓器檢測到微電網出現直流故障時，轉換器快速封鎖脈沖并根據電壓跌落值計算需要提供的短路電流，MMC裝置穩定中間級母線電壓，計算好需要提供的短路電流后，解鎖轉換器脈沖，輸出短路支撐電流，直到母線電壓恢復正常，將MMC裝置切換到故障前的運行模式，完成直流故障穿越。

技術領域

本發明涉及交直流混合微型電網系相關技術領域，特別涉及一種電力電子變壓器直流故障穿越方法。

背景技術

隨著新能源、新電力以及新技術的發展，直流供電技術在某些領域的優勢越來越明顯。傳統電網面對需要適應大量高滲透率的分布式能源(DER)和能量存儲系統(ES)接入，并且需要有效隔離新能源對交流電網的不利影響。直驅風力發電機、燃料電池、太陽能光伏電等可再生能源的發電方式必須通過DC/AC逆變技術才能夠并入交流配電網，而電力電子換流器的大量使用不但增加了分布式電源和儲能裝置的設備成本和運行成本，同時也犧牲了系統的整體效率和可靠性。除此之外，風能、太陽能等電源屬于間歇式電源，具有隨機性、波動性、不可預測性等特點，當大規模的風電場、光伏發電系統接入交流電網時，對傳統的電力設備、系統結構和運行技術提出了更為嚴格的要求。

目前互聯裝置的低電壓穿越理論，尤其是直流側的低電壓穿越理論和技術尚不成熟，因此，提出一種電力電子變壓器直流故障穿越方法來解決上述問題很有必要。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種電力電子變壓器直流故障穿越方法，解決了現有的直流側的低電壓穿越理論和技術尚不成熟的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種電力電子變壓器直流故障穿越方法，包括以下步驟：

步驟A：當變壓器直流母線出現短路故障時，檢測變壓器直流母線兩端的電流差；

步驟B：當檢測到低壓側直流電壓小于所述設定電流值時，封鎖轉換器輸出脈沖；

步驟C：根據變壓器直流母線兩端的電流差來相應調節這MMC換流站的變壓器直流電壓給定值；

步驟D：當變壓器直流母線兩端的電流差大于或者等于設定電流值時，轉換器檢測低壓側母線電壓，根據電壓值計算需要的短路電流值；

步驟E：解鎖轉換器脈沖，根據短路電流值輸出電流，提供母線支撐；

步驟F：實時檢測低壓側總電壓和總電流，判斷直流側是否恢復正常；

步驟G：故障消除后，制這兩個MMC換流站的直流電壓給定值為零；

步驟H：根據實際電壓值，通過設定轉換器的移相角建立低壓側電壓，完成故障穿越。

可選的，所述步驟C中變壓器直流母線兩端的電流差與直流電壓給定值成反比。

可選的，所述步驟B中測低壓側直流電壓狀態的方法為：將采樣得到的直流電壓和直流電流值進行判斷，直流電壓值小于0.9額定電壓且直流電流大于1.3額定電流。

可選的，所述步驟B中當直流母線兩端的電流差小于所述設定電流值時，所述直流母線兩端的電流差與MMC換流站的直流電壓給定值之間的關系為：Udc_ref＝Uref-kIe，其中，Uref為MMC換流站在正常運行下的直流電壓給定值，Udc_ref為出現直流短路故障時需要調節的MMC換流站直流電壓給定值，k為設定的比例系數，Ie為直流母線兩端的電流差。

可選的，所述步驟G中直流電壓給定值為零之后，控制降低風電場的輸出功率為0，并且下降速率大于一個設定速率。