[发明专利]高压直流输电离散恒电流指令型低压限流单元的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电离散恒电流指令型低压限流单元的控制方法，属于高压直流输电领域。

背景技术

在交直流输电系统中，当交流故障导致换流母线电压出现较大幅度的下降时，直流系统所输送的功率也会下降。换流母线电压的大幅下降一方面会导致换流器触发控制角增大从而增加了换流器的无功需求；另一方面电压的大幅下降导致换流站滤波器和电容器提供的无功功率明显减少，这进一步加剧了换流站的无功不平衡。其结果将导致系统电压的继续恶化，严重时使得直流系统无法正常工作。因此，有必要在直流系统控制器中引入“依赖于电压的电流指令限制单元”（Voltage Dependent Current Order Limiter，VDCOL），简称“低压限流单元”。

现有的VDCOL控制系统通过检测换直流电压U_dc，并通过一阶惯性进行滤波，作为其U-I特性关系的输入。另一方面，直流电流通过采样保持和同步环节，与U-I特性的输出进行比较，取两者的较小值做为直流控制系统的直流电流整定值。传统VDCOL的U-I特性曲线的特点是在电压变化的区间内，输入电压与输出电流指令呈线性关系。

现有的VDCOL控制的不足之处在于逆变侧交流系统故障切除后，逆变侧换流母线电压迅速上升，进而使直流电压也快速上升，从而使依赖于直流电压大小的电流指令限制单元的输出随之增大，但是直流电流的过快上升将使逆变侧所消耗的无功功率增大，使得逆变侧交流系统缺乏有效的无功支撑，从而使逆变侧有发生电压失稳甚至电压崩溃的危险；另一方面由于直流电流指令随直流电压的改变而不停变动，这种变动对于交直流系统来说也是一种扰动，很容易使交直流系统间的不良影响加剧，这一缺点在有多条直流馈入的输电系统中尤其明显。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足而提出一种高压直流输电离散恒电流指令型低压限流单元的控制方法，其特点是通过将传统VDCOL的连续线性U-I特性进行改进，使其成为离散型的控制特性曲线，同时为了避免在故障恢复过程中直流电流指令随直流电压的改变而不停变动，使交直流系统间的不良影响加剧，故在其离散的每一段U-I特性中保持电流指令不变，只有当电压达到下一离散段的电压阈值时才会改变直流电流指令。这样，一方面使整体上电流指令的滞后于电压的升高，降低逆变侧的无功消耗；另一方面，减轻了电流指令的不断变动对交流侧电压稳定性的不良影响。

本发明的目的由以下技术措施实现：

高压直流输电离散恒电流指令型低压限流单元的控制方法包括以下步骤：

1.根据直流系统自身特性，设定低压限流单元启动电压U_H、直流电流指令最大值I_H和最小值I_L。根据工程经验，U_H设定在0.7～0.9pu；直流电流指令I_H最大值取为额定值1.0pu；直流电流指令I_L需大于直流输电系统的最小直流电流，以防止直流电流断续。最小直流电流为额定直流电流的10%。

2.将低压限流单元的U-I特性划分为离散的K+1个阶段，K≥1，每个阶段的电流指令设定值分别为I₀、I₁、I₂、I₃、……、I_k，具体各段电流指令值I_i的大小可以从I_L到I_H分别按照等差数列取得，其具体计算如下式所示：

Ii=IL+ik-1(IH-IL)---(1)]]>