[发明专利]一种基于电阻型故障限流器的混合直流输电故障处理方法

说明书

本发明涉及电力系统及自动化技术，具体涉及一种基于电阻型故障限流器的混合直流输电故障处理方法，针对±500kV混合高压直流输电系统的技术特点，输电线路的入口和出口各装设一套电阻型故障限流器，以电阻型故障限流器作为混合高压直流输电系统的直流故障辅助处理方法；以换流站控制作为混合高压直流输电系统的直流故障主要处理方法。该方法能够限制有效直流短路电流，减缓整流侧直流电压下降速度，改善逆变侧直流电压下跌，提高直流故障下的鲁棒性。

技术领域

本发明属于电力系统及自动化领域，尤其是涉及一种基于电阻型故障限流器的混合直流输电故障处理方法，提高±500kV混合高压直流输电系统直流故障下的鲁棒性。

背景技术

传统的高压直流输电(High Voltage Direct Voltage，HVDC)技术有电网换相型(Line Commutated Converter，LCC)高压直流输电技术和电压源换流器型(VoltageSource Converter，VSC)高压直流输电技术。近年来，混合高压直流输电技术是实现远距离大容量输电目标的一种新型实现方案，受到国内外学者越来越多的关注。混合高压直流输电技术融合了LCC-HVDC和VSC-HVDC两种技术优点，将LCC换流站作为整流站，可有效地降低成本；将VSC换流站作为逆变站，可增强运行灵活性。此外，混合高压直流输电技术具备以下优点：(1)消除了换相失败的风险；(2)增强了对弱电网甚至无源电网的支撑能力；(3)实现了有功功率和无功功率的灵活控制。

根据可查文献，目前国内外学者对混合高压直流输电技术进行了一些基础性的研究，主要集中在如何增强交流故障下系统的鲁棒性、如何建立系统小信号模型等方面，而在如何增强直流故障下系统的鲁棒性方面的研究却很少。混合高压直流输电系统的输电线路发生直流短路故障，特别是双极接地故障，是非常严重的故障，如果不能及时限制住短路电流，对设备将造成不可逆的破坏，甚至导致整个系统的崩溃。对于LCC换流站的直流短路电流，可以调整触发角，附加限流方案，取得较好的直流短路电流抑制效果；对于VSC换流站的直流短路电流，即使故障发生后立即闭锁电力电子开关，由于直流电容的放电，直流故障电流上升速度非常快。因此在混合高压直流输电系统中引入限流器是一种提高直流故障下的鲁棒性的必要的措施。

本发明所采用限流器为电阻型超导故障限流器(Superconducting FaultCurrent Limiter，SFCL)，其结构是由是由超导限流线圈和分流线圈两部分组成，线圈绕法采用“无感线圈绕法”，可以将线圈的电感忽略掉。故其等值电路图简单明了，如附图1所示。

电网正常运行时，装置处于超导态，此时R_sc为零。当电网发生短路故障时，短路电流激增使得超导失超，此时R_sc激增，限制短路电流。需要指出的是，超导体上流过的电流被自动转向到超导体的分流电阻R_p上，从而实现限流功效和对超导体的保护。电流换流的过程，也就是超导体从零电阻的超导态向常温电阻的正常态转变的过程。此过程中，短路电流被限制，超导体上的电流逐渐减小，使得超导体自身可以及时恢复，以便对下一次过流形成保护。

本发明涉及一种基于电阻型故障限流器的混合直流输电故障处理方法，针对±500kV混合高压直流输电系统的技术特点，以换流站控制为主，以电阻型限流器为辅，以期限制直流短路电流，减缓整流侧直流电压下降速度，改善逆变侧直流电压下跌，提高直流故障下的鲁棒性。

发明内容

本发明针对±500kV混合高压直流输电系统的技术特点，提出一种基于电阻型故障限流器的混合直流输电故障处理方法，以换流站控制为主，以电阻型故障限流器为辅，以期限制直流短路电流，减缓整流侧直流电压下降速度，改善逆变侧直流电压下跌，提高直流故障下的鲁棒性。

本发明采用如下技术方案实现：