[发明专利]一种孤岛换流站及其交流故障穿越方法

说明书

本发明涉及一种孤岛换流站及其交流故障穿越方法，在系统交流侧发生故障时，切除电压外环；根据交流电压幅值和交流电压低限值，计算得到电流内环的正序分量控制环的正序无功电流指令值和正序有功电流指令值，进行电流内环控制。本发明能够提高故障穿越能力，为系统安全稳定提供良好的运行环境。而且，在进行故障恢复时，使电压外环的指令值逐渐上升至额定电压并保持为额定电压，保证了交流电压平稳上升，防止超调过大的情况出现，保证了系统的稳定性和安全性，有效避免了风机脱网。

技术领域

本发明属于电力系统故障保护技术领域，具体涉及一种孤岛换流站及其交流故障穿越方法。

背景技术

随着全控型电力电子器件的发展和电力电子技术在电力系统中的应用，基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术以其可以独立控制有功和无功功率、能够向无源负荷供电、谐波含量低等优点，日益受到重视。当柔性直流输电系统交流侧发生暂时性故障时，希望能够通过控制策略切换实现故障穿越，保证故障清除后系统能够快速恢复运行。

2015年6月第35卷第6期《电力自动化设备》公开了作者为贺超、王冕、陈国柱的《基于下垂控制的孤岛检测方法及其改进策略》，在该文中公开了并网逆变器下垂控制原理，等效为如图1所示的孤岛换流站常规控制原理框图。由电网电压经过下垂控制得到参考电压，控制器采用双闭环控制，外环为定交流电压控制环，内环为电流环。在这里，电流内环采用基于正负序分离的控制。

当孤岛换流站发生故障时，将影响到输电网络的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孤岛换流站及其交流故障穿越方法，用以解决现有技术中孤岛换流站发生交流故障时导致系统不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种孤岛换流站交流故障穿越方法，包括如下方法方案：

方法方案一，包括如下步骤：

在系统交流侧发生故障时，切除电压外环；

根据交流电压幅值和交流电压低限值，计算得到电流内环的正序分量控制环的正序无功电流指令值和正序有功电流指令值，进行电流内环控制。

方法方案二，在方法方案一的基础上，根据下式由交流电压幅值和交流电压低限值，计算得到电流内环的正序分量控制环的正序无功电流指令值和正序有功电流指令值：

其中，I_q为正序无功电流指令值，σ为无功电流计算系数，u为交流电压幅值，u_ref1为交流电压低限值，I_d为正序有功电流指令值。

方法方案三，在方法方案一的基础上，当交流电压大于交流电压低限值时，判断系统交流侧故障清除。

方法方案四，在方法方案一的基础上，电流内环的负序分量控制环的指令值不变。

方法方案五，在方法方案三的基础上，判断系统交流侧故障清除后，投入电压外环；使电压外环的指令值由交流电压值逐渐上升至额定电压并保持为额定电压。

方法方案六，在方法方案一的基础上，所述电压外环采用VF下垂控制。

本发明还提供了一种孤岛换流站，包括如下换流站方案：

换流站方案一，包括控制器，所述控制器用于执行指令实现如下方法：

在系统交流侧发生故障时，切除电压外环；

根据交流电压幅值和交流电压低限值，计算得到电流内环的正序分量控制环的正序无功电流指令值和正序有功电流指令值，进行电流内环控制。