[发明专利]双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法

说明书

本发明提供双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，正极阀组和负极阀组分别与正极换流变和负极换流变相连；正极阀组和负极阀组共用同一个接地极；其特征在于：检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，检测直流侧的电流IDP和IDNC；在配置直流欠压过流保护基础上至少还配置了换流阀差动保护和换流器差动保护，当换流阀差动保护或换流器差动保护动作时，保护方法包括但不限于：闭锁换流阀，用于主动触发子模块晶闸管导通；跳交流进线开关，用于实现对子模块的快速保护；本发明避免了当发生阀侧交流故障时，子模块因过流而损坏的情况，保障了模块化多电平换流器的安全。

技术领域

本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法。

背景技术

柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的输出，提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。随着电力电子器件和控制技术的进步，柔性直流输电系统容量和电压等级越来越高。

为了实现大容量功率输送的要求，需要增加子模块数量以提高其电压等级，但过多子模块级联增加阀控设备控制难度，因此采用双极结构形式，在减少单个换流单元子模块级联数目的同时达到同样传输功率的目的，成为一种可行选择。

双极柔性直流输电系统结构直流侧接地，当换流器阀区发生接地故障时，与直流侧接地系统形成回路，流过极大的电流，容易损坏换流阀。为了保护换流阀，必须配置相应的保护，作出正确的保护动作，避免换流阀发生损坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足,提供双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法。本双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法配置于换流阀区的换流阀差动保护、换流器差动保护，增加在保护动作时触发晶闸管导通的动作策略，保证在发生阀区交流故障时模块化多电平换流器的子模块的安全，防止子模块因过流而损坏。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，所述的双极拓扑模块化多电平换流器包括正极阀组和负极阀组，正极阀组和负极阀组分别与正极换流变和负极换流变相连；正极阀组和负极阀组共用同一个接地极；其特征在于：检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，检测直流侧的电流IDP和IDNC；在配置直流欠压过流保护基础上至少还配置了换流阀差动保护和换流器差动保护，当换流阀差动保护或换流器差动保护动作时，保护方法包括但不限于：闭锁换流阀，用于主动触发子模块晶闸管导通；跳交流进线开关，用于实现对子模块的快速保护；(IBPA、IBPB和IBPC分别是上桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；IBNA、IBNB和IBNC分别是下桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；，以及IDP为正极直流电流，IDNC为接地极直流电流IDNC。

进一步的，所配置的换流阀差动保护是指：当检测到|IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或|IBNA+IBNB+IBNC+IDNC|>Iset，即上桥臂三相电流IBPA、IBPB、IBPC与正极直流电流IDP的和的绝对值大于设定动作定值Iset或下桥臂三相电流IBNA、IBNB、IBNC与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset时，换流阀差动保护动作，保护方法为闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。

进一步的，所配置的换流器差动保护是指：当检测到|IDP+IDNC|>Iset1，即正极直流电流IDP与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset1时，换流器差动保护动作，保护方法为闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。