[发明专利]一种电力电子变压器直流故障穿越方法

说明书

本发明公开了一种电力电子变压器直流故障穿越方法，涉及交直流混合微型电网系相关技术领域，包括以下步骤：步骤A、步骤B、步骤C、步骤D、步骤E、步骤F、步骤G和步骤H。本发明当电力电子变压器检测到微电网出现直流故障时，转换器快速封锁脉冲并根据电压跌落值计算需要提供的短路电流，MMC装置稳定中间级母线电压，计算好需要提供的短路电流后，解锁转换器脉冲，输出短路支撑电流，直到母线电压恢复正常，将MMC装置切换到故障前的运行模式，完成直流故障穿越。

技术领域

本发明涉及交直流混合微型电网系相关技术领域，特别涉及一种电力电子变压器直流故障穿越方法。

背景技术

随着新能源、新电力以及新技术的发展，直流供电技术在某些领域的优势越来越明显。传统电网面对需要适应大量高渗透率的分布式能源(DER)和能量存储系统(ES)接入，并且需要有效隔离新能源对交流电网的不利影响。直驱风力发电机、燃料电池、太阳能光伏电等可再生能源的发电方式必须通过DC/AC逆变技术才能够并入交流配电网，而电力电子换流器的大量使用不但增加了分布式电源和储能装置的设备成本和运行成本，同时也牺牲了系统的整体效率和可靠性。除此之外，风能、太阳能等电源属于间歇式电源，具有随机性、波动性、不可预测性等特点，当大规模的风电场、光伏发电系统接入交流电网时，对传统的电力设备、系统结构和运行技术提出了更为严格的要求。

目前互联装置的低电压穿越理论，尤其是直流侧的低电压穿越理论和技术尚不成熟，因此，提出一种电力电子变压器直流故障穿越方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力电子变压器直流故障穿越方法，解决了现有的直流侧的低电压穿越理论和技术尚不成熟的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电力电子变压器直流故障穿越方法，包括以下步骤：

步骤A：当变压器直流母线出现短路故障时，检测变压器直流母线两端的电流差；

步骤B：当检测到低压侧直流电压小于所述设定电流值时，封锁转换器输出脉冲；

步骤C：根据变压器直流母线两端的电流差来相应调节这MMC换流站的变压器直流电压给定值；

步骤D：当变压器直流母线两端的电流差大于或者等于设定电流值时，转换器检测低压侧母线电压，根据电压值计算需要的短路电流值；

步骤E：解锁转换器脉冲，根据短路电流值输出电流，提供母线支撑；

步骤F：实时检测低压侧总电压和总电流，判断直流侧是否恢复正常；

步骤G：故障消除后，制这两个MMC换流站的直流电压给定值为零；

步骤H：根据实际电压值，通过设定转换器的移相角建立低压侧电压，完成故障穿越。

可选的，所述步骤C中变压器直流母线两端的电流差与直流电压给定值成反比。

可选的，所述步骤B中测低压侧直流电压状态的方法为：将采样得到的直流电压和直流电流值进行判断，直流电压值小于0.9额定电压且直流电流大于1.3额定电流。

可选的，所述步骤B中当直流母线两端的电流差小于所述设定电流值时，所述直流母线两端的电流差与MMC换流站的直流电压给定值之间的关系为：Udc_ref＝Uref-kIe，其中，Uref为MMC换流站在正常运行下的直流电压给定值，Udc_ref为出现直流短路故障时需要调节的MMC换流站直流电压给定值，k为设定的比例系数，Ie为直流母线两端的电流差。

可选的，所述步骤G中直流电压给定值为零之后，控制降低风电场的输出功率为0，并且下降速率大于一个设定速率。