[发明专利]一种多端柔性直流电网故障限流方法及装置

权利要求书

1.一种基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流装置，其特征是，包括第一支路、第二支路、第三支路、第四支路和储能电容支路；所述第一支路的一端与第三支路的一端连接，作为限流装置的一端；所述第三支路的另一端与第四支路和储能电容支路的一端连接，所述第二支路的一端与第一支路和储能电容支路的另一端连接；所述第二支路的另一端与第四支路的另一端连接，作为限流装置的另一端；所述第一支路上有串联有主限流电阻和第一晶闸管；所述第二支路上串联有辅助限流电阻和第二晶闸管；所述第四支路上串联有第四晶闸管，且并联有二极管；所述储能电容支路上串联有储能电容。

2.一种基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

搭建如权利要求1所述的限流装置的拓扑结构；

确定限流装置在储能电容放电阶段和限流电阻投入阶段的电流；

设置限流装置的投入判据；

选取限流装置的关键参数；

当柔性直流系统的直流侧发生故障时，控制限流装置中晶闸管的导通或关断，将限流电阻串入故障回路，实现故障限流。

3.根据权利要求2所述的基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流方法，其特征是，所述限流装置在储能电容放电阶段的电流确定方法为：

触发第二晶闸管，储能电容通过由辅助限流电阻、第二晶闸管、二极管以及储能电容组成的放电回路放电；

根据基尔霍夫电压定律，得到放电回路的放电电流。

4.根据权利要求2所述的基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流方法，其特征是，所述限流装置在限流电阻投入阶段的电流确定方法为：

储能电容放电，第四晶闸管关断后，故障电流流经储能电容和第一支路；

根据基尔霍夫电压定律，得到第一支路的电流和储能电容支路的电流在复频域的表达式。

5.根据权利要求2所述的基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流方法，其特征是，所述限流装置的投入判据为：

直流侧故障电流达到二倍额定电流时，给限流装置发送触发信号，将主限流电阻和辅助限流电阻投入故障回路。

6.根据权利要求2所述的基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流方法，其特征是，所述限流装置的关键参数包括储能电容、充电电压、辅助限流电阻取值、主限流电阻取值以及各支路晶闸管承受的电压和电流。

7.根据权利要求6所述的基于限流电阻的多端柔性直流电网故障限流方法，其特征是，所述主限流电阻取值的选取方法为：

令R_eq＝R_S+R₁+R₂，则直流侧电流i的表达式为：

其中，U_dc为故障瞬间换流站的等效电容C_S的初始电压，则直流侧电流i的最大值i_{dc_max}为U_dc/R_eq，桥臂电流的最大值表达式为：

发生短路故障时，桥臂电流的峰值i_{b_max}应当满足表达式为：

i_{b_max}2I_b

可得限流电阻R_eq的取值为：

则，主限流电阻R₁的取值为：

其中，U_dc为故障瞬间换流站的等效电容C_S的初始电压；I_b为额定电流；I_ac为交流侧相电流的有效值；R_S为故障瞬间换流站的等效电阻；R₂为辅助限流电阻。