[發(fā)明專利]一種改善級(jí)聯(lián)型混合直流換相失敗穿越能力的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110475034.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113067361B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙靜波;徐珂;周前;江琴;李保宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省電力試驗(yàn)研究院有限公司;四川大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開(kāi)了一種改善級(jí)聯(lián)型混合直流換相失敗穿越能力的控制方法，在給定運(yùn)行方式下，提取系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，計(jì)算系統(tǒng)的直流電感；引入表示子模塊投入的比例的換流器開(kāi)關(guān)系數(shù)，并設(shè)定直流電流上升率的閾值為故障電流最大上升率的一半；當(dāng)檢測(cè)直流電流上升率超過(guò)閾值時(shí)，改變所有MMC的開(kāi)關(guān)系數(shù)為其最大限幅值，即投入逆變側(cè)所有MMC換流器全部子模塊；當(dāng)檢測(cè)到直流電流上升率為0時(shí)，切換所有MMC的開(kāi)關(guān)系數(shù)為1.0，即所有MMC投入的子模塊數(shù)量為正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)量；經(jīng)過(guò)200ms~300ms的故障穿越時(shí)間后，系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行。本發(fā)明僅依靠VSC本身結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)，不需要安裝額外的限流裝置，大大提升了經(jīng)濟(jì)性；并考慮了LCC與VSC級(jí)聯(lián)的混合直流系統(tǒng)，應(yīng)用范圍更廣，適用性更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種改善級(jí)聯(lián)型混合直流換相失敗穿越能力的控制方法。

背景技術(shù)

混合直流輸電由于結(jié)合了常規(guī)直流(LCC-HVDC)與柔性直流(VSC-HVDC)兩種各自的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)已經(jīng)成為直流輸電技術(shù)的重要發(fā)展方向。受端級(jí)聯(lián)混合直流輸電(如圖1)的整流站由2組12脈動(dòng)LCC串聯(lián)構(gòu)成，逆變站由1組12脈動(dòng)換相換流器(LCC)和電壓源換流器(VSC)并聯(lián)組串聯(lián)構(gòu)成，并將低端VSC擴(kuò)展為多個(gè)VSC并聯(lián)并落點(diǎn)于不同區(qū)域電網(wǎng)，在增加混合直流系統(tǒng)傳輸功率的同時(shí)，多落點(diǎn)結(jié)構(gòu)也同時(shí)有利于工程的分期建設(shè)(圖中MMC為模塊化多電平換流器，屬于VSC的一種)。而受端換流站由于多個(gè)VSC換流站并聯(lián)后再與LCC換流站級(jí)聯(lián)，實(shí)際已經(jīng)形成了多端系統(tǒng)，賦予了多個(gè)VSC逆變站功率分配的能力。

當(dāng)受端交流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，受端高端LCC換相失敗、LCC閥旁通后直流電流對(duì)低端VSC電容充電，另外受端交流故障引起VSC傳出功率能力受阻，這兩個(gè)因素疊加將導(dǎo)致VSC系統(tǒng)過(guò)壓。此時(shí)如果無(wú)應(yīng)對(duì)措施，VSC閥將很快超過(guò)器件耐壓耐流能力。

以下文獻(xiàn)中雖記載有相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施：

文獻(xiàn)1：直流電網(wǎng)組合式故障限流裝置及其運(yùn)行策略研究[劉澤洪,王紹武,種芝藝,黃勇,郭賢珊,肖鯤,劉杉,李探,趙文強(qiáng).適用于混合級(jí)聯(lián)特高壓直流輸電系統(tǒng)的可控自恢復(fù)消能裝置[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2021,41(02):514-524.]。

文獻(xiàn)2：基于虛擬電感的故障電流抑制控制策略[Li X,Li Z,Zhao B,et al.HVDCReactor Reduction Method Based on Virtual Reactor Fault Current LimitingControl of MMC[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2019.]。

但是，文獻(xiàn)1中的相關(guān)措施需要額外安裝故障電流抑制裝置，增加了工程投資。文獻(xiàn)2中的相關(guān)措施則無(wú)法應(yīng)用于級(jí)聯(lián)型混合直流。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用范圍更廣，適用性更高的改善級(jí)聯(lián)型混合直流換相失敗穿越能力的控制方法，且不需要安裝額外的限流裝置，能夠大大提升經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)方案如下：

一種改善級(jí)聯(lián)型混合直流換相失敗穿越能力的控制方法，包括以下步驟：

步驟1：在給定運(yùn)行方式下，提取系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)；所述運(yùn)行參數(shù)包括直流電壓U_dcN，換流器的等效電感L_eq，平波電抗器電感值L_d，每個(gè)橋臂正常運(yùn)行時(shí)的子模塊數(shù)量N_in；并計(jì)算得到系統(tǒng)的直流電感L_dc：

L_dc＝L_eq+2L_d；

步驟2：引入表示子模塊投入的比例的換流器開(kāi)關(guān)系數(shù)Kc，表達(dá)式為：