[发明专利]MMC‑HVDC交流侧故障的过电流检测方法和系统

权利要求书

1.一种MMC-HVDC交流侧故障的过电流检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据MMC的电路结构和运行参数，建立与MMC-HVDC交流侧故障发生瞬间MMC-HVDC换流站等效的物理模型；

根据所述物理模型建立MMC-HVDC交流侧故障下上桥臂电压、上桥臂电流、下桥臂电压和下桥臂电流的数学模型；

根据所述物理模型和数学模型计算上桥臂电流上升速率和下桥臂电流上升速率；

根据上桥臂电流上升速率和下桥臂电流上升速率确定MMC-HVDC交流侧故障的过电流。

2.根据权利要求1所述的过电流检测方法，其特征在于，所述根据MMC的电路结构和运行参数，建立与MMC-HVDC交流侧故障发生瞬间MMC-HVDC换流站等效的物理模型的步骤包括：

检测故障发生瞬间上桥臂电流和下桥臂电流；

根据MMC电路结构和运行参数确定上桥臂的各子模块电容值，根据MMC的电路结构和运行参数确定下桥臂的各子模块电容值；

根据故障发生瞬间上桥臂电流、下桥臂电流、上桥臂的各子模块电容值和下桥臂的各子模块电容值，确定上桥臂子模块的电容电压的变化率和下桥臂子模块的电容电压的变化率；

根据上桥臂子模块的电容电压的变化率和下桥臂子模块的电容电压的变化率建立与故障发生瞬间MMC-HVDC换流站等效的物理模型。

3.根据权利要求2所述的过电流检测方法，其特征在于，所述MMC电路结构和运行参数包括：MMC的视在功率S，电容电压波动百分比ε，调制比m，单个桥臂的子模块数N、功率因数以及额定角频率ω_o。

4.根据权利要求3所述的过电流检测方法，其特征在于，所述上桥臂的子模块电容值和下桥臂的子模块电容值C_SM可采用如下方式确定：

其中，u_SM表示单个子模块的电容电压。

5.根据权利要求1所述的过电流检测方法，其特征在于，根据所述物理模型建立MMC-HVDC交流侧故障下上桥臂电压、上桥臂电流、下桥臂电压和下桥臂电流的数学模型的步骤包括：

根据所述物理模型确定MMC-HVDC交流侧故障下故障点处的电压、上桥臂电压以及下桥臂电压；

根据MMC-HVDC交流侧故障下故障点处的电压、上桥臂电压以及下桥臂电压，确定过流过程中的上桥臂电压、下桥臂电压、上桥臂电流和下桥臂电流与直流侧电压、直流侧电流和交流侧电流的关系。

6.一种MMC-HVDC交流侧故障的过电流检测系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于根据MMC的电路结构和运行参数，建立与MMC-HVDC交流侧故障发生瞬间MMC-HVDC换流站等效的物理模型；

第二获取模块，用于根据所述物理模型建立MMC-HVDC交流侧故障下上桥臂电压、上桥臂电流、下桥臂电压和下桥臂电流的数学模型；

第一计算模块，用于根据所述物理模型和数学模型计算上桥臂电流上升速率和下桥臂电流上升速率；

第一确定模块，用于根据上桥臂电流上升速率和下桥臂电流上升速率确定MMC-HVDC交流侧故障的过电流。

7.根据权利要求6所述的过电流检测系统，其特征在于，所述第一获取模块包括：

第一检测单元，用于检测故障发生瞬间上桥臂电流和下桥臂电流；

第二确定单元，用于根据MMC电路结构和运行参数确定上桥臂的各子模块电容值，根据MMC的电路结构和运行参数确定下桥臂的各子模块电容值；

第三确定单元，用于根据故障发生瞬间上桥臂电流、下桥臂电流、上桥臂的各子模块电容值和下桥臂的各子模块电容值，确定上桥臂子模块的电容电压的变化率和下桥臂子模块的电容电压的变化率；

第一获取单元，用于根据上桥臂子模块的电容电压的变化率和下桥臂子模块的电容电压的变化率建立故障发生瞬间与MMC-HVDC换流站等效的物理模型。

8.根据权利要求7所述的过电流检测系统，其特征在于，所述MMC电路结构和运行参数包括：MMC的视在功率S，电容电压波动百分比ε，调制比m，单个桥臂的子模块数N、功率因数以及额定角频率ω_o。