[发明专利]一种柔性直流输电系统故障快速恢复控制方法和装置

权利要求书

1.一种柔性直流输电系统故障快速恢复控制方法，其特征在于，所述方法包括：

计算模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的平均值，通过过滤平均值中的基波分量获得模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量；

比较上、下桥臂电容电压的直流分量之差与死区环节预设阈值之间的大小，确定死区环节的输出；

当所述死区环节的输出为上、下桥臂电容电压的直流分量之差时，利用基于比例积分控制的比例控制器对其输出进行调节，获取补偿电压；

将所述补偿电压与模块化多电平换流器的桥臂参考电压叠加，以实现柔性直流输电系统故障快速恢复控制；

所述模块化多电平换流器的桥臂参考电压，用于调节模块化多电平换流器桥臂投入的子模块数量；

若故障极桥臂的输出电流值大于零，增加桥臂串联的子模块数目；若小于零，则减少桥臂串联的子模块数目；

若非故障极桥臂的输出电流值大于零，减少桥臂串联的子模块数目；若小于零，则增加桥臂串联的子模块数目。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量包括：

通过下式确定模块化多电平换流器各相上桥臂电容电压的平均值u_{cpj_aver}：

式中，j表示模块化多电换流器的第j相，j＝a、b、c；p为上桥臂物理量，i表示第i个子模块，i＝1,2，…,N，N为桥臂串联的子模块个数，u_{pj_i}为第j相上桥臂的第i个子模块电压；

通过下式确定模块化多电平换流器各相下桥臂电容电压的平均值u_{cnj_aver}：

式中，n为下桥臂的物理量，u_{nj_i}为第j相下桥臂的第i个子模块电压；

通过过滤上、下桥臂电容电压的平均值u_{cpj_aver}和u_{cnj_aver}中的基波分量获得模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量u_{cpj_ave}'_r和u_{cnj_aver}'。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式确定所述各相上、下桥臂电容电压的直流分量之差：

u_{cpnj_err}＝u_{cpj_aver}'-u_{cnj_aver}' (3)

式中，j表示模块化多电平换流器第j相，j＝a、b、c，分别代表模块化多电平换流器的三相；u_{cpj_aver}'和u_{cnj_aver}'分别为模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较各相上、下桥臂电容电压的直流分量之差与死区环节预设阈值之间的大小具体包括：

当模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量不一致且其差值大于死区环节的预设阈值时，死区环节输出模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量之差，否则输出零。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补偿电压根据模块化多电平换流器各相上、下桥臂电容电压的直流分量之差与比例系数K相乘获得。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过下式分别确定模块化多电平换流器第j相上桥臂参考电压和下桥臂参考电压

式中，u_dc为直流侧电压参考值，为交流侧电压参考值，为环流抑制电压参考值，sign(x)为符号函数；i_pj和i_nj分别表示第j相上桥臂的输出电流。