[發(fā)明專利]一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)低壓限流控制方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011105488.6
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN114374215A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭忠;曹森;李泰;趙靜;荊雪記;胡永昌;蘇進國;李艷梅;張艷浩;肖龍;申帥華;魯慶華;孫攀磊;程曉磊;李玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 許繼電氣股份有限公司;許繼集團有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M1/32
• 代理公司: 北京中創(chuàng)云知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11837
• 代理人: 肖佳

一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)低壓限流控制方法及裝置，該方法包括：將上級控制輸出的直流電流指令I(lǐng)_dcord經(jīng)過低壓限流控制器處理，輸出直流電流參考值I_dcref；直流電流參考值I_dcref與整流站的直流電流實際值I_dc作差后輸入PI控制器進行調(diào)節(jié)，輸出觸發(fā)角余弦值；經(jīng)過反余弦計算，輸出整流站觸發(fā)角。該方法可以在逆變側(cè)交流系統(tǒng)嚴重故障工況下，將直流電流限制到較低水平，減小VSC直流過電壓持續(xù)時間和可控避雷器能量，有利于交流系統(tǒng)故障穿越成功。在逆變側(cè)交流系統(tǒng)一般性故障工況下，適當限制直流電流，有利于加快系統(tǒng)恢復速度，不影響整流側(cè)交流系統(tǒng)故障穿越和直流線路故障重啟。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及特高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)低壓限流控制方法及裝置。

背景技術(shù)

常規(guī)特高壓直流輸電系統(tǒng)使用電網(wǎng)換相型換流器LCC，存在逆變側(cè)換相失敗造成系統(tǒng)傳輸功率中斷的缺陷。對于特高壓混合直流輸電系統(tǒng)，逆變站一般使用電壓源型換流器VSC或者使用LCC與VSC的組合拓撲。電壓源型換流器具有無換相失敗，有功功率和無功功率獨立控制，無需配置交流濾波器等優(yōu)點。逆變站LCC與VSC級聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)可以在一定程度預防換相失敗和抑制換相失敗導致的系統(tǒng)功率中斷，但是逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障時，整流側(cè)如何有效協(xié)調(diào)直流功率，保證交流系統(tǒng)故障穿越成功及系統(tǒng)快速恢復成為一個難題。

現(xiàn)有的整流側(cè)極控系統(tǒng)配置低壓限流功能，通過檢測直流低電壓，限制直流電流參考值。當逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，LCC很可能換相失敗，導致直流電壓跌落，低壓限流功能動作，限制直流電流參考值。直流電壓跌落越大，直流電流參考值被限制到越小的水平。交流系統(tǒng)故障清除后，直流電壓恢復，低壓限流功能退出，直流電流參考值恢復到故障前水平，系統(tǒng)功率恢復至穩(wěn)態(tài)。

對于逆變站為LCC與VSC混合級聯(lián)拓撲結(jié)構(gòu)，逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障時，LCC很可能發(fā)生換相失敗，極母線直流電壓跌落(典型值為800kV跌落至400kV)，在故障發(fā)展過程中，由于VSC功率盈余，直流電壓將逐漸增大。當交流系統(tǒng)發(fā)生嚴重故障(比如三相接地故障)時，VSC子模塊過電壓較大，VSC直流電壓可能達到1.3倍過電壓(典型值為520kV)，甚至更高。此時整流側(cè)的極母線直流電壓將很可能大于0.65pu(直流電壓典型基準值為800kV)，常規(guī)的低壓限流功能只能小幅度降低直流電流參考值，VSC直流側(cè)功率盈余仍然較大，可控避雷器吸收能量較大。當交流系統(tǒng)發(fā)生一般性故障(比如單相接地故障)時，VSC子模塊過壓較小，整流側(cè)的直流電壓跌落至0.5pu(直流電壓典型基準值為800kV)附近，常規(guī)低壓限流功能將直流電流參考值限制到一個較低水平，并且故障過程中整流側(cè)觸發(fā)角被調(diào)整到較大值，導致系統(tǒng)功率恢復時間較長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)低壓限流控制方法及裝置，在逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生嚴重故障時能夠大幅降低直流電流參考值，從而降低可控避雷器能量。在逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生一般性故障時，能夠適當限制直流電流參考值，從而加快系統(tǒng)功率恢復速度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明的第一方面提供了一種特高壓混合直流輸電系統(tǒng)低壓限流控制方法，所述特高壓混合直流輸電系統(tǒng)包括整流站和逆變站，所述低壓限流控制方法對整流站進行電流控制，包括如下步驟：

將上級控制輸出的直流電流指令I(lǐng)_dcord經(jīng)過低壓限流控制器處理，輸出直流電流參考值I_dcref；

所述直流電流參考值I_dcref與整流站的直流電流實際值I_dc作差后輸入PI控制器進行調(diào)節(jié)，輸出觸發(fā)角余弦值；

經(jīng)過反余弦計算，輸出整流站觸發(fā)角。