[發(fā)明專利]一種柔性直流工程成套耗能裝置測試方法、裝置和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011197097.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112327082A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林金嬌;孔祥平;李鵬;高磊;張弛;王晨清;陳實(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)有限公司;國網(wǎng)江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 張倩倩;董建林

本發(fā)明公開一種柔性直流工程成套耗能裝置測試方法、裝置和系統(tǒng)，測試過程包括：搭建成套耗能裝置一次測試回路；獲取測試功能類型以及測試配置信息，確定耗能閥控制保護(hù)單元的理論保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)，生成符合柔性直流工程成套耗能裝置運(yùn)行特性的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，傳輸至耗能閥控制保護(hù)單元；采集耗能閥控制保護(hù)單元的實(shí)際保護(hù)動(dòng)作信息數(shù)據(jù)，將其與理論保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，判斷測試功能類型對(duì)應(yīng)的成套耗能裝置功能是否正常。本發(fā)明通過模擬電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境生成虛擬電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，對(duì)成套耗能裝置進(jìn)行整組試驗(yàn)，可對(duì)其基本狀態(tài)、故障穿越功能、冷卻閉鎖功能及保護(hù)功能等進(jìn)行更全面的測試，保證成套耗能裝置在系統(tǒng)調(diào)試和直流運(yùn)行過程中能起到有效的防護(hù)作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)保護(hù)檢驗(yàn)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于虛擬電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的柔性直流工程成套耗能裝置測試方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

柔性直流輸電可以實(shí)現(xiàn)兩端交流電網(wǎng)的隔離，以及功率的快速解耦控制，是適用于風(fēng)電等可再生能源接入交流電網(wǎng)的新一代輸電方式風(fēng)電場采用柔性直流輸電方式接入時(shí)。若受端交流電網(wǎng)發(fā)生故障，則受端換流站的功率輸出能力下降，而風(fēng)場側(cè)功率傳輸基本不受影響，直流線路送端和受端將出現(xiàn)功率差額，并隨故障的持續(xù)而不斷積累，將導(dǎo)致直流側(cè)電壓升高。

成套耗能裝置是目前最具推廣前景的柔性直流受端故障穿越手段之一，特別是基于模塊化多電平的集中電阻耗能裝置是消耗功率差額的有效手段。基于模塊化多電平的集中電阻的成套耗能裝置結(jié)構(gòu)包括：模塊化多電平電路、耗能電阻以及閥控制保護(hù)系統(tǒng)，拓?fù)湟妶D1。其中，模塊化多電平電路和耗能電阻串聯(lián)后接于直流正負(fù)極之間，閥控制保護(hù)系統(tǒng)判別柔性直流運(yùn)行狀態(tài)，并控制模塊化多電平電路投入、切除或閉鎖，實(shí)現(xiàn)耗能電阻的投切。

成套耗能裝置故障穿越策略有不同原理，投切控制原理總體上分為兩類：一是監(jiān)測直流電壓，通過投切耗能電阻保持直流電壓在合理范圍內(nèi)；二是計(jì)算送、受端換流站輸送功率差額，控制切耗能電阻保持兩側(cè)功率平衡。柔直正常運(yùn)行時(shí)，閥控制保護(hù)系統(tǒng)控制子模塊電容串入耗能支路，耗能電阻不投入；柔直受端電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致受端換流器輸送能力受限時(shí)，閥控制保護(hù)系統(tǒng)通過控制模塊化多電平電路的投入時(shí)間或子模塊投入數(shù)目，控制耗能電阻投入，以消耗直流冗余功率。

成套耗能裝置整組試驗(yàn)需要在帶電條件下進(jìn)行，且其控制行為與柔直直流運(yùn)行狀態(tài)量相關(guān)，為試驗(yàn)帶來了難題。因此目前在柔性直流調(diào)試過程中，成套耗能裝置功能測試在系統(tǒng)調(diào)試中開展。此試驗(yàn)方式存在兩個(gè)問題：一是由于成套耗能裝置在系統(tǒng)調(diào)試前未開展整組測試，系統(tǒng)調(diào)試中可能出現(xiàn)控制異常，將造成直流電壓波動(dòng)和傳輸功率波動(dòng)，進(jìn)而威脅電網(wǎng)安全；二是系統(tǒng)調(diào)試中難以將成套耗能裝置功能試驗(yàn)完全，成套耗能裝置主要作用為交流電網(wǎng)故障時(shí)的配合直流進(jìn)行故障穿越，由于試驗(yàn)條件對(duì)交流電網(wǎng)運(yùn)行要求嚴(yán)苛，部分故障穿越策略無法開展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種柔性直流工程成套耗能裝置測試方法、裝置和系統(tǒng)，通過模擬電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境生成虛擬電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，并搭建測試回路以對(duì)成套耗能裝置進(jìn)行整組試驗(yàn)，可對(duì)成套耗能裝置的基本狀態(tài)、故障穿越功能、冷卻閉鎖功能及保護(hù)功能等進(jìn)行更為全面的測試，保證成套耗能裝置在系統(tǒng)調(diào)試和直流運(yùn)行過程中能夠起到有效的防護(hù)作用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下。

一方面，本發(fā)明提供一種柔性直流工程成套耗能裝置測試方法，包括：

獲取測試功能類型信息以及測試配置信息；

根據(jù)測試功能類型信息以及測試配置信息，利用預(yù)先構(gòu)建的柔直電網(wǎng)運(yùn)行模型和柔直控制保護(hù)模型，生成符合柔性直流工程成套耗能裝置運(yùn)行特性的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)，傳輸至成套耗能裝置中的耗能閥控制保護(hù)單元；成套耗能裝置連接一預(yù)先搭建的測試回路；

通過所述測試回路，采集耗能閥控制保護(hù)單元響應(yīng)于接收到的電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)而發(fā)生的實(shí)際保護(hù)動(dòng)作信息數(shù)據(jù)；

根據(jù)測試功能類型以及測試配置信息，確定耗能閥控制保護(hù)單元的理論保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)；