[發(fā)明專利]基于虛擬阻抗的多落點混合級聯(lián)直流系統(tǒng)故障電流抑制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210080151.7
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114498584B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江琴;吳海艷;李保宏;劉天琪
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H9/02;H02J3/36
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開了一種基于虛擬阻抗的多落點混合級聯(lián)直流系統(tǒng)故障電流抑制方法，在MMC控制中引入虛擬阻抗控制，提出虛擬阻抗的計算方法，并引入的虛擬阻抗調(diào)節(jié)系數(shù)，當(dāng)檢測到實際測量電流值與額定電流值的差值超過設(shè)定閾值時，通過發(fā)送觸發(fā)信號0，使調(diào)節(jié)系數(shù)的值為虛擬阻抗控制模塊的輸出值，虛擬阻抗投入使用；否則通過發(fā)送觸發(fā)信號1，切換調(diào)節(jié)系數(shù)的值為0，虛擬阻抗不再投入，所有MMC的控制變?yōu)檎＿\行時的控制；完成故障穿越時間后，系統(tǒng)恢復(fù)運行。本發(fā)明僅需改變VSC本身控制結(jié)構(gòu)即可實現(xiàn)，不需要安裝額外的限流裝置，大大提升了經(jīng)濟(jì)性；通過故障時觸發(fā)控制環(huán)節(jié)就能直接投入，不需要臨時停止混合高壓直流系統(tǒng)的電力傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及混合直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于虛擬阻抗的多落點混合級聯(lián)直流系統(tǒng)故障電流抑制方法。

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，近年來已經(jīng)成為直流輸電技術(shù)的重要發(fā)展方向。受端級聯(lián)混合直流輸電(如圖1)的整流站由2組12脈動LCC串聯(lián)構(gòu)成，逆變站由1組12脈動換相換流器(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VSC并聯(lián)并落點于不同區(qū)域電網(wǎng)，在增加混合直流系統(tǒng)傳輸功率的同時，多落點結(jié)構(gòu)也同時有利于工程的分期建設(shè)(圖1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VSC換流站并聯(lián)后再與LCC換流站級聯(lián)，實際已經(jīng)形成了多端系統(tǒng)，賦予了多個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，盡管混合級聯(lián)直流系統(tǒng)兼具了LCC直流和VSC直流的技術(shù)優(yōu)勢，但由于逆變側(cè)LCC換流器的存在，換相失敗仍然是不可避免的一大問題。而無論是功率盈余還是LCC換相失敗均可能會導(dǎo)致VSC過電流、過電壓而引起VSC保護(hù)動作，造成VSC閥組閉鎖，甚至?xí)?dǎo)致功率傳輸中斷。

文獻(xiàn)[1](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].中國電機(jī)工程學(xué)報,2021,41(02):514-524)中記載了利用大容量可控自恢復(fù)消能裝置來提升系統(tǒng)暫態(tài)特性，但該措施需要額外安裝故障電流抑制裝置，增加工程投資。

文獻(xiàn)[2](許冬，李探，梅念，等.VSC與LCC混合級聯(lián)直流輸電系統(tǒng)暫態(tài)電流抑制方法[J].全球能源互聯(lián)網(wǎng)，2020，3(2):166-171.)中提到添加額外裝置來抑制故障電流，但額外的設(shè)備總是需要臨時停止混合高壓直流系統(tǒng)的電力傳輸，這危害了電力系統(tǒng)的安全運行。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于虛擬阻抗的多落點混合級聯(lián)直流系統(tǒng)故障電流抑制方法，通過在MMC組控制中引入虛擬阻抗的方式來抑制級聯(lián)型混合直流交流故障電流。技術(shù)方案如下：

一種基于虛擬阻抗的多落點混合級聯(lián)直流系統(tǒng)故障電流抑制方法，包括以下步驟：

步驟1：在MMC控制中引入虛擬阻抗控制

MMC采用雙環(huán)控制，在采用定功率外環(huán)控制的MMC站中，MMC直流電流與直流電壓通過電流內(nèi)環(huán)控制建立聯(lián)系，故在內(nèi)環(huán)控制中引入虛擬阻抗Zv__MMC；