[發(fā)明專利]一種柔直換流器的交流故障穿越方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN116094019A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆承山;邱明泉;劉音;張立軍;辛鋒;張文軍;王志勇;張國瑞;王春雷;晉文杰;孫笑一;趙昕一;王景霄;王翀;陶延延
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)北京市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/00;H02M1/32
• 代理公司: 北京中巡通大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11703
• 代理人: 崔來賀

本發(fā)明屬于電力電子應(yīng)用領(lǐng)域，公開了一種柔直換流器的交流故障穿越方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，使得在交流電網(wǎng)發(fā)生故障情況下，在交流故障穿越期間可以保證最大限度的功率傳輸，并及時對傳輸功率進行有效限制，避免造成故障時交流電流過大或直流母線電壓波動過大的情況存在，從而降低設(shè)備跳閘的風險，減小了一次設(shè)備的電流電壓裕度，增強設(shè)備的經(jīng)濟性；包括，在交流電網(wǎng)的兩站之間接入兩端柔直換流器，并建立通訊；判斷兩端間的柔直換流器兩端端口是否發(fā)生交流故障；根據(jù)交流故障類型采用功率控制方法和電壓控制方法對兩站間電流或電壓的控制，得到運行平穩(wěn)的交流母線。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電子應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種柔直換流器的交流故障穿越方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

中低壓配電網(wǎng)通常采用合環(huán)設(shè)計、開環(huán)運行的方式，各個電源之間無法實現(xiàn)并列運行。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和智能電網(wǎng)的逐漸推進，開環(huán)運行的弊端正在逐步凸顯。開環(huán)運行不但影響了供電可靠性的進一步提高，而且無法滿足大規(guī)模分布式能源的友好接入。

采用中低壓的柔直換流器可實現(xiàn)不同電源之間的柔性互聯(lián)，通過中低壓柔直換流器，實現(xiàn)不同供電區(qū)間的功率轉(zhuǎn)供、資源共享。另外通過柔直換流器，可構(gòu)建中低壓直流母線，實現(xiàn)光伏、儲能、充電樁、直流負荷等直接接入直流網(wǎng)。柔性直流配電系統(tǒng)提供了全新載體和技術(shù)選擇。柔性直流配電系統(tǒng)因具有較好的可控性、更優(yōu)的電能質(zhì)量、更大的供電半徑及容量、更靈活的運行方式受到了各個國家的廣泛關(guān)注。

故障穿越是指在電網(wǎng)發(fā)生故障的情況下不脫離電網(wǎng)而繼續(xù)維持運行，直至故障解除，系統(tǒng)恢復正常平穩(wěn)運行狀態(tài)。當涉及到新能源發(fā)電風電領(lǐng)域，電網(wǎng)故障會給風電機組等風電場電氣設(shè)備帶來一系列的暫態(tài)過程，如過流、低電壓、過速等。

中低壓柔直換流器在交流故障下實現(xiàn)故障穿越對供電的可靠性意義重大，同時良好的故障穿越性能同樣可減少一次設(shè)備的器件應(yīng)力，減小設(shè)備的投資，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性。

現(xiàn)有交流電網(wǎng)發(fā)生故障情況下，故障時交流電流過大或直流母線電壓波動過大，從而引起設(shè)備跳閘的風險，或者依賴一次設(shè)備的電流電壓裕度，保證交流故障下的有效穿越，造成設(shè)備投資的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種柔直換流器的交流故障穿越方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，可實現(xiàn)故障的快速識別，并在不同模式下有效降低交流電流，減小直流母線電壓波動。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種柔直換流器的交流故障穿越方法，包括，

在交流電網(wǎng)的兩站之間接入兩端柔直換流器，并建立通訊；

判斷兩端間的柔直換流器兩端端口是否發(fā)生交流故障；

根據(jù)交流故障類型采用功率控制方法和電壓控制方法對兩站間電流或電壓的控制，得到運行平穩(wěn)的交流母線。

進一步地，兩端柔直換流器接入到交流電網(wǎng)中時，一端進行直流電壓控制，另一端進行有功功率控制。

進一步地，交流故障的判斷方法為：當交流電壓的正序幅值U_dp滿足K_2p＜U_dp≤K_1p或者負序幅值U_dn滿足U_dn≥K_1n時，為輕微故障；當交流電壓的正序幅值U_dp滿足U_dp＜K_1p為嚴重故障，其中：K_1p和K_2p為交流電壓的正序幅值的最大值和最小值；K_1n為交流電壓的負序幅的最小值。