[发明专利]一种海上风电柔直并网过电流防护方法、系统及设备

权利要求书

1.一种海上风电柔直并网过电流防护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取海上风电柔直并网系统的系统参数以及运行方式，根据系统参数以及运行方式构建海上风电柔直并网系统等效模型；

S2：对海上风电柔直并网系统等效模型进行区域划分，得到不同类型的区域；

S3：分析海上风电柔直并网系统发生双极短路时，不同类型的区域的故障放电回路，根据故障放电回路制定闭锁换流器的保护策略；

S4：根据保护策略得到闭锁换流器故障放电回路，建立闭锁换流器故障放电回路的等效电路模型，根据等效电路模型制定限流方案，所述闭锁换流器故障放电回路的等效电路模型，具体包括：

等效电路模型的初始条件为：u_C(0₊)＝u_C(0_-)＝U_dc、i(0₊)＝i(0_-)＝I_L；

换流器子模块出口双极短路故障过电流的表达式为：

式中：

式中：U_dc表示等效电路模型的直流电压；L为等效电路模型的等效电感，L＝2L₀/3+L_MMC，I_L为等效电路模型的等效电感的电流；L₀为桥臂电抗器，L_MMC为限流电抗器的电感；C为换流器子模块等效电容，C＝6C₀/n，其中C₀为换流器子模块的电容，n为子模块数；R_eq为等效电路模型等效电阻，R_eq＝R_C+R_D+R_L+R_DC_B+R_f，其中R_C为换流器子模块的电容等效电阻，R_D为电力电子器件导通时的等效电阻，R_L为限流电抗器的等效电阻，R_DC_B为直流断路器导通时的等效电阻，R_f为短路点等效电阻；β表示相角；ω表示角频率；δ表示常数；

S5：根据保护策略制定过电压保护方案，所述过电压防护方案为配置海上风电柔直并网系统的避雷器参数；

S6：分析在制定限流方案以及过电压防护方案后，海上风电柔直并网系统等效模型在不同故障下的电压参数和电流参数，根据电压参数和电流参数判断限流方案和过电压防护方案是否满足要求；若满足要求，输出限流方案以及过电压防护方案；若不满足要求，重新执行步骤S3～S6。

2.根据权利要求1所述的一种海上风电柔直并网过电流防护方法，其特征在于，海上风电柔直并网系统的系统参数包括外部交流电网参数、直流侧参数、换流站参数、变压器参数、线路参数以及避雷器参数。

3.根据权利要求1所述的一种海上风电柔直并网过电流防护方法，其特征在于，海上风电柔直并网系统等效模型采用VSC-HVDC系统拓扑结构。

4.根据权利要求1所述的一种海上风电柔直并网过电流防护方法，其特征在于，不同类型的区域包括交流区域、换流器区域、直流线路区域、交流线路区域故障以及风电场区域。

5.根据权利要求1所述的一种海上风电柔直并网过电流防护方法，其特征在于，基于电容电感二阶电路建立闭锁换流器故障放电回路的等效电路模型。

6.根据权利要求1所述的一种海上风电柔直并网过电流防护方法，其特征在于，限流方案为在海上风电柔直并网系统的系统中配置限流电抗器，并确定限流电抗器的参数。