[发明专利]特高压混合直流输电VSC交流断面失电识别方法及装置

说明书

本发明提供了一种特高压混合直流输电VSC交流断面失电识别方法及装置，属于电力电子技术与直流输电技术领域，通过检测并计算VSC解锁状态下，联接变压器原边侧交流电压、电流有效值、逆变站极母线的直流电流，以及VSC有功功率实际值与参考值的偏差与对应的判据定值的关系，判断VSC是否发生交流断面失电故障。有效解决了现有VSC交流断面识别方式准确度低、可靠性差的问题。

技术领域

本发明基于逆变站高端LCC与低端多个VSC级联的特高压混合直流输电系统，提出了一种特高压混合直流输电VSC交流断面失电识别方法及装置，属于电力电子技术与直流输电技术领域。

背景技术

常规特高压直流输电系统使用电网换相型换流器LCC，无法避免换相失败造成系统传输功率中断的问题。混合直流输电系统，逆变站使用电压源型换流器VSC或者使用LCC与VSC的组合。电压源型换流器无换相失败，有功功率和无功功率可独立控制，无需配置交流滤波器。LCC与VSC的组合可以在一定程度预防换相失败和抑制换相失败导致的系统功率中断问题的发生。目前混合直流输电系统成为一个研究热点，具有广阔的应用前景。

但是，对于特高压混合直流输电系统，在大功率运行工况下，VSC发生交流断面失电 (联接变压器原边侧三相进线断开)后，VSC直流侧功率大于交流侧，导致子模块电容电压升高，联接变压器原边侧出现过电压。在小功率运行工况下，VSC发生交流断面失电后，其余换流器通过转移功率，一般不会导致直流过压。因而，通过过电压检测的方式可能在某些情况下无法实现对VSC交流断面失电的准确检测。

为了实现对特高压直流输电系统VSC交流断面失电情况的有效识别，急需一种特高压直流输电系统VSC断面失电识别方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种特高压混合直流输电VSC交流断面失电识别方法及装置，解决现有技术中VSC交流断面识别准确性差、可靠性低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：本发明提供了一种特高压混合直流输电VSC 交流断面失电识别方法，包括如下步骤：

1)测量并计算故障分量：所述故障分量包括联接变压器原边侧交流电压、电流有效值，变站极母线的直流电流，以及VSC有功功率实际值与参考值的偏差；

2)设置故障判据定值：设置交流电压判据定值、交流电流判据定值、逆变站极母线电流判据定值以及有功功率判据定值；

3)在VSC解锁状态下，根据各故障分量与其对应的判据定值的关系判定VSC是否发生交流断面失电故障。

本发明通过检测并计算VSC解锁状态下，联接变压器原边侧交流电压、电流有效值、逆变站极母线的直流电流，以及VSC有功功率实际值与参考值的偏差，并分别判定与对应的判据定值的关系，判断VSC是否发生交流断面失电故障。一方面，提高了VSC交流断面识别方式精确性和可靠性；另一方面，方法简单，提高了故障判别效率。

进一步的，在VSC解锁状态下，各故障分量与其对应的判据定值的关系满足以下故障判据时，判定VSC发生交流断面故障：

式中U_asS为联接变压器原边侧交流电压的有效值，Δ₁为交流电压判据定值；I_acS为联接变压器原边侧交流电流的有效值，Δ₂为交流电流判据定值；I_dL为逆变站极母线的直流电流，b为逆变站极母线电流判据定值；P_acref为VSC的有功功率参考值，P_ac为VSC的有功功率实际值，Δ₃为有功功率判据定值，dblk＝1表示VSC为解锁状态。

进一步的，I_dL为逆变站极母线的直流电流的标幺值，b的值为0.08。