[发明专利]一种柔性多状态开关交流故障穿越方法

说明书

本发明公开了一种柔性多状态开关交流故障穿越方法。柔性多状态开关在无变压器的情况下，零序分量所引起的过电压和过电流会对柔性多状态开关及所相连的交流配电网产生严重影响。本发明包括：交流故障发生后，利用配电网线路保护装置，确定故障发生位置，并将故障位置信息发送至柔性多状态开关；柔性多状态开关接收到故障信息后，向故障供区内与柔性多状态开关相连馈线的出线断路器下发断开指令；出线断路器断开后，柔性多状态开关内与故障供区相连的换流器从有源控制运行状态切换为无源控制运行状态；对区内故障和区外故障分别进行处理。本发明使得无变压器的柔性多状态开关具有交流故障穿越能力，保障交直流系统的长期稳定运行。

技术领域

本发明属于柔性电力控制技术领域，具体地说是一种柔性多状态开关的交流故障穿越方法。

背景技术

当前，随着光伏、风电等新型电源，以及电动汽车等新型负荷的接入，配电网内电压波动越限、馈线功率失衡等现象日趋严重。常规调控手段（如投切电容器、倒闸操作等）无法有效解决以上问题。柔性多状态开关采用电力电子新技术，能够准确控制其所连接馈线的有功功率与无功功率，还具备电能质量治理功能，能够有效应对分布式电源和负荷带来的随机性和波动性给配电网带来的一系列问题。

柔性多状态开关可采用交-直-交、直接交交等变流器结构，但是从目前相关设备的制造工艺来看，以电压源型换流器（voltage source converter，VSC）为首的交-直-交变换技术更为成熟经济。VSC通常采用联结变压器与交流相连，联结变压器可以实现交直流系统的故障隔离，提高系统运行的可靠性。但是，联结变压器的配置将使得柔性多状态开关的成本和占地大幅度增加。柔性多状态开关一般离城市负荷中心较近，紧张的土地资源对设备的紧凑化设计要求较高，因此，柔性多状态开关去变压器的方式能够更好地契合其应用场合的需求。

柔性多状态开关在无变压器的情况下，交流配电网的零序分量将不能被天然隔离，零序分量将通过柔性多状态开关从一个故障供区传递至其他配电网正常供区，使得故障的影响范围大大增加。当柔性多状态开关的一侧交流配电网发生单相接地故障时，交流侧的零序分量会以共模形式出现在直流侧，并通过直流母线传递至非故障侧的换流器，非故障交流系统会出现类似故障的特征，产生零序电压。该零序分量所引起的过电压和过电流将对柔性多状态开关及所相连的交流配电网产生直接影响，需要采取一定的措施进行抑制。

发明内容

针对柔性多状态开关去变压器后存在的上述问题，本发明提供一种柔性多状态开关的交流故障穿越方法，以有效抑制零序分量的发生和传递，使得无变压器的柔性多状态开关具有交流故障穿越能力，保障交直流系统的长期稳定运行。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种柔性多状态开关交流故障穿越方法，所述的柔性多状态开关与多个配电网供区相连，且位于每条馈线的末端，中间无联结变压器；与柔性多状态开关直接相连的馈线及柔性多状态开关本身所在的范围称为区内，配电网其余部分称为区外；

所述的交流故障穿越方法包括如下步骤：

1）交流故障发生后，利用配电网线路保护装置，确定故障发生位置，并将故障位置信息发送至柔性多状态开关；

2）柔性多状态开关接收到故障信息后，向故障供区内与柔性多状态开关相连馈线的出线断路器下发断开指令；

3）出线断路器断开后，柔性多状态开关内与故障供区相连的换流器从有源控制运行状态切换为无源控制运行状态；

若故障发生在区内，则进行如下步骤：

4）与故障供区相连的换流器在切换为无源控制的同时开启限流限压模式；

5）换流器切换为无源控制后，柔性多状态开关根据故障定位信息，将故障线路上距离故障点最近的两侧负荷开关断开，将故障隔离；