[发明专利]特高压混合多端直流系统的VSC交流故障穿越方法及装置

说明书

本发明公开了一种特高压混合多端直流系统的VSC交流故障穿越方法及装置，通过根据受端VSC的交流电压，判断受端VSC是否发生交流故障，并在其发生交流故障时，生产故障信号并使能故障的受端VSC的交流低压限流环节、直流调制环节及正负序电流控制环节；将故障信号发送到整流站和非故障逆变站，控制整流站进入直流电压控制模式，及控制非故障逆变站进行短时增大功率操作；当交流故障清除后，将故障的受端VSC恢复正常工作状态并生成故障清除信号；将故障清除信号发送到整流站和非故障逆变站，将整流站和非故障逆变站恢复正常工作状态，以恢复特高压混合多端直流系统的直流功率；本发明能改善逆变侧发生交流故障时的穿越以及恢复特性，提高系统运行的安全性。

技术领域

本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种特高压混合多端直流系统的VSC交流故障穿越方法及装置。

背景技术

常规直流输电系统中逆变侧为LCC换流器，当交流电压跌落时，极易发生换相失败，给交直流系统带来严重的稳定性问题，当同一个交流电网中存在多个直流落点时，稳定性问题更为突出。而整流侧采用LCC、逆变侧采用VSC的混合型多端直流输电系统，不存在换相失败问题，特别适用于多落点直流场合，是未来电力系统发展的趋势。

但是，目前尚未有此类混合直流系统的运行经验，导致在实际运行时存在很多问题，例如：当受端VSC侧发生交流故障后，交流电压跌落会导致直流侧功率无法送出，此时直流侧会持续给子模块电容充电，进行会使得直流电压上升；整流侧触发角迅速减小，当达到最小触发角限值时，将丧失调节直流电压的能力，此时若不采取合适的控制措施，直流电压将持续飙升；而故障VSC站由于处于交流故障中，输出电流能力有限，因此仅依靠VSC来泄放能量避免过压的能力极其有限，特别是处于两端混合运行模式下。

因此，在混合直流系统中，如何进行受端VSC换流站交流故障穿越控制，使得直流系统能够安全平稳穿越故障以及快速恢复正常稳定运行成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种特高压混合多端直流系统的VSC交流故障穿越方法及装置，其能够有效避免逆变站交流故障期间直流电压升高、逆变站过流以及由于两极直流线路固有特性而引起的直流电压电流振荡，改善逆变侧发生交流故障时的穿越以及恢复特性，提高系统运行的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种特高压混合多端直流系统的VSC交流故障穿越方法，包括：

根据检测到的受端VSC的交流电压，判断所述受端VSC是否发生交流故障；

当所述受端VSC发生交流故障时，生产故障信号并使能故障的受端VSC的交流低压限流环节、直流调制环节及正负序电流控制环节；

将所述故障信号发送到整流站，将设置在所述整流站上的整流站电压控制器输入的直流电压参考值切换到预设的电压下限值，以使得所述整流站进入直流电压控制模式，以增大所述整流站触发角、限制直流功率注入直流侧；

将所述故障信号发送到非故障逆变站，以控制所述非故障逆变站进行短时增大功率操作；

当所述交流故障清除后，将所述故障的受端VSC恢复到正常工作状态并生成故障清除信号；

将所述故障清除信号发送到所述整流站和非故障逆变站，以将所述整流站和非故障逆变站恢复到正常工作状态，以恢复特高压混合多端直流系统的直流功率。

优选地，所述根据检测到的受端VSC的交流电压，判断所述受端VSC是否发生交流故障，具体包括：

判断所述交流电压的正序分量是否小于预设的第一电压阈值；

当所述交流电压的正序分量小于所述第一电压阈值时，判断所述交流电压的正序分量小于所述电压阈值的持续时间是否小于第一设定时长；

若否，确定所述受端VSC处于正常工作状态；