[發明專利]一種多VSC并聯結構的直流輸電系統閉鎖方法

有效

• 申請號: 202010424207.7
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111697543B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 唐俊;趙文強;侍喬明;王永平;盧宇;鄒強;王冰倩;常昊添;田杰
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 姜慧勤

本發明公開了一種多VSC并聯結構的直流輸電系統閉鎖方法，該方法以換流器直流側套管CT測點IDCP和IDCN為界，將VSC換流器區劃分為VSC換流變閥側區域內和區域外兩部分。配置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型三種保護，分別用于VSC換流變閥側區域內、VSC換流變閥側區域外和整個VSC換流器區發生故障時的保護。Ⅰ型保護動作時，故障換流器立即閉鎖并跳交流開關，非故障換流器執行延時閉鎖策略；僅Ⅱ型保護、Ⅲ型保護動作時，故障換流器立即閉鎖并跳交流開關，非故障換流器執行順序閉鎖策略。本發明解決了VSC換流變閥側區域內故障時閉鎖的過壓問題，以及VSC換流變閥側區域外故障閉鎖的快速性問題，可以有效降低對設備的損害，減少VSC閥和避雷器等一次設備的制造成本，提高設備的運行壽命。

技術領域

本發明涉及一種多VSC并聯結構的直流輸電系統閉鎖方法，屬于直流輸電技術領域。

背景技術

基于晶閘管的LCC(Line Commutated Converter)型常規直流輸電系統因其輸送容量大、控制簡單而被廣泛使用，但從原理上不可避免的換相失敗常常導致系統功率驟降，引發交流電壓和頻率的大幅振蕩，影響電網安全運行。基于IGBT的VSC(Voltage SourceConverter)型柔性直流輸電系統換相不依賴于電網電壓，可以有效避免換相失敗的發生，然而由于現階段技術水平的限制，單VSC換流器的容量與LCC換流器相比仍有一定差距。為了在高電壓、長距離輸電系統中應用，可以采用多個VSC換流器并聯的結構，提升系統整體傳輸容量。

在多VSC并聯結構中，當一個VSC換流器發生接地故障時，相關保護動作可以快速閉鎖故障VSC換流器，但由于反并聯二極管的存在，非故障VSC換流器的電流仍然會流入故障點，對設備造成持續損害。此外，對于VSC換流變閥側區域內的故障，閉鎖時序設計不當很容易引起并聯組內VSC換流器子模塊的過壓以及并聯避雷器的能量過剩，嚴重影響換流閥、避雷器等一次設備的運行壽命。針對上述問題，提出了一種多VSC并聯結構的直流輸電系統閉鎖方法，以解決VSC換流變閥側區域內故障時閉鎖的過壓問題，和VSC換流變閥側區域外故障閉鎖的快速性問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種多VSC并聯結構的直流輸電系統閉鎖方法，根據故障點的位置采用不同的閉鎖策略，使得VSC換流變閥側區域外的故障可以快速閉鎖，將對設備的損害降至最低；VSC換流變閥側區域內的故障在閉鎖過程中VSC子模塊的電壓和并聯避雷器的能量不會上升過高，從而降低設備應力、延長設備運行壽命、減少設備制造成本。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種多VSC并聯結構的直流輸電系統閉鎖方法，該方法以換流器直流側套管CT測點IDCP和IDCN為界，將VSC換流器區劃分為VSC換流變閥側區域內和VSC換流變閥側區域外兩部分；配置Ⅰ型保護，用于VSC換流變閥側區域內發生故障時的保護，配置Ⅱ型保護，用于VSC換流變閥側區域外發生故障時的保護，配置Ⅲ型保護，用于整個VSC換流器區發生故障時的后備保護，Ⅲ型保護的動作速度相對Ⅰ型、Ⅱ型保護的動作速度慢；當VSC換流器區發生故障時，對于故障換流器，Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ型保護的至少一種子保護動作后，立即執行閉鎖并跳交流開關；對于非故障換流器，Ⅰ型保護動作時，執行延時閉鎖策略，僅Ⅱ型和Ⅲ型保護中的至少一種保護動作時，執行順序閉鎖策略。

作為本發明的一種優選方案，所述延時閉鎖策略為：立即給對站發出閉鎖命令，本站LCC換流器立即執行閉鎖并跳交流開關，本站在T1時間內屏蔽出現的Ⅱ、Ⅲ型保護，本站非故障VSC換流器經過延時T2時間后執行閉鎖并跳交流開關，對站收到本站發出的閉鎖命令后立即執行整極移相閉鎖。

作為本發明的一種優選方案，所述T1時間和T2時間的選值均在0ms～1000ms之間。