[發明專利]一種多饋入直流輸電系統換相失敗控制方法

有效

• 申請號: 202110882823.1
• 申請日: 2021-08-02
• 公開（公告）號: CN113472000B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 肖超;韓偉;歐陽金鑫;劉超;王默;劉磊;劉堯;宋闖;段文巖;葉俊君
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;重慶大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

本發明公開了一種多饋入直流輸電系統換相失敗控制方法，包括如下步驟：計算故障下相鄰直流輸電系統換流母線電壓；計算確保目標直流輸電系統不發生后續換相失敗的直流電流參考值；判斷相鄰直流輸電系統是否會發生相繼換相失敗；建立避免相鄰直流輸電系統相繼換相失敗的目標直流輸電系統逆變站可控域，從而調節直流電流指令值和超前觸發角調節量實施控制。本發明考慮了后續換相失敗和相繼換相失敗的交互影響，通過直流電流指令值和超前觸發角之間的協調控制，能夠有效抑制目標直流輸電系統后續換相失敗的同時避免引發目標直流輸電系統發生相繼換相失敗。

技術領域

本發明涉及電力系統保護和控制領域，具體涉及一種多饋入直流輸電系統換相失敗控制方法。

背景技術

隨著高壓直流輸電技術在中國的不斷推廣，基于電網換相的電流源型高壓直流輸電技術以其容量大、經濟性好的優點成為電力外送的重要技術手段，華東電網、南方電網已形成了典型的多直流饋入電網格局。受端電網交流系統故障有可能同時影響到多回直流系統，造成多回直流同時換相失敗，從而對電網穩定性造成影響。

逆變站發生換相失敗后，在直流控制器的持續作用下，逆變站無功消耗量將增大，此時，直流輸電系統的逆變站將從受端交流系統中吸收更多無功，不利于首次換相失敗的恢復，存在引發逆變站發生后續換相失敗的風險；同時由于多回直流落點間耦合緊密，若相鄰直流吸收的無功功率過多，將降低受端換相電壓的幅值，從而存在引發相鄰直流發生相繼換相失敗的風險。現有研究主要著力于通過改變直流電流指令值I_d-ord或者增大超前觸發角β_ord整定值來降低換相失敗發生的風險，但未考慮不同控制量之間的協調控制，在抑制后續換相失敗的同時其控制器響應可能通過無功電壓耦合作用對相鄰直流輸電系統產生影響，造成其他直流逆變站的相繼換相失敗。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種多饋入直流輸電系統的換相失敗控制方法，刻畫出計及后續換相失敗影響的逆變站控制系統可調節安全域，并基于該安全域提出了相繼換相失敗協調控制方法，有效抑制多饋入直流系統中某一目標直流發生后續換相失敗，同時避免相鄰直流輸電系統發生相繼換相失敗。

本發明采用如下的技術方案。

一種多饋入直流輸電系統的換相失敗控制方法，包括以下步驟：

步驟S1，受端交流系統發生短路故障后，根據實時采集的故障下目標直流輸電系統逆變站換流母線電壓U′_Li，計算故障下相鄰直流輸電系統逆變站換流母線電壓U′_Lj；

步驟S2，根據故障下目標直流輸電系統逆變站換流母線電壓U′_Li計算確保目標直流輸電系統不發生后續換相失敗的直流電流參考值I_d-ordi；

步驟S3，根據故障下目標直流輸電系統逆變站換流母線電壓U′_Li與故障下相鄰直流輸電系統逆變站換流母線電壓U′_Lj，判斷目標直流輸電系統是否會發生后續換相失敗以及相鄰直流輸電系統是否會發生相繼換相失敗；

步驟S4，若判斷相鄰直流輸電系統不會發生相繼換相失敗，則將目標直流輸電系統直流電流指令值設置為直流電流參考值I_d-ordi實施控制，從而抑制目標直流輸電系統后續換相失敗；

步驟S5，若判斷相鄰直流輸電系統會發生相繼換相失敗，則建立避免相鄰直流輸電系統相繼換相失敗的目標直流輸電系統逆變站可控域；

步驟S6，將目標直流輸電系統直流電流指令值設置為確保目標直流輸電系統不發生后續換相失敗的直流電流參考值I_d-ordi；根據目標直流輸電系統逆變站可控域，計算目標直流輸電系統觸發超前角調節量指令值β_ordi，從而設置目標直流輸電系統逆變站觸發角調節量為β_ordi實施控制。