[发明专利]一种直流短路故障穿越控制方法及相关装置

说明书

本申请公开了一种直流短路故障穿越控制方法及相关装置，包括分断故障极中孤岛侧的直流断路器以切除故障；基于非故障极中孤岛侧换流站的额定容量及其稳态运行时传输的有功功率确定功率转带工况类型；若功率转带工况类型为自销纳工况，则控制非故障极中孤岛侧换流站提升输出功率，以在切除故障后通过非故障极中孤岛侧换流站转带故障极中孤岛侧换流站的全部有功功率；若功率转带工况类型为非自销纳工况，则控制非故障极中孤岛侧换流站运行于满发状态，并控制风电场增载运行，以在切除故障后通过非故障极中孤岛侧换流站与风电场转带故障极中孤岛侧换流站的全部有功功率。该方法能够有效降低故障影响范围，维持孤岛系统的功率平衡。

技术领域

本申请涉及柔性直流输电技术领域，特别涉及一种方法；还涉及一种装置、设备以及计算机可读存储介质。

背景技术

由于海上小岛、城市中心等孤岛电网负荷用电量的增加，孤岛配套电源难以满足岛内日益增长的用电需求。基于模块化多电平换流站的柔性直流输电系统(ModularMultilevel Converter based High Voltage Direct Current，MMC-HVDC)采用全控型电力电子器件，可以实现器件的自主关断，具有有功和无功独立控制、动态补偿交流无功缺额和支撑交流电压等优点，具备向无源孤岛供电的能力，因此，MMC-HVDC孤岛供电具有广阔的工程应用前景。

目前，采用传统电流矢量控制的MMC-HVDC在孤岛运行方式下存在响应性和稳定性不佳的问题，一旦发生故障，孤岛系统的稳定运行将面临巨大风险。针对上述问题，目前存在一种满足孤岛运行要求的双闭环结构MMC控制器，该控制器响应速度快且可以抑制故障电流，但是需在交流出口处增添无功补偿设备以提供交流电压支撑。另外，为了弥补了孤岛运行方式下采用常规V/F控制器容易发生换流站交流短路跳闸的缺陷，目前存在的一种技术手段是在电压外环的基础上引入电流限制环节，从而抑制孤岛系统的短路过流。此外，针对MMC-HVDC在联网和孤岛运行状态间的相互转换控制策略，主要包括无需切换的下垂控制策略，该下垂控制策略实现了MMC-HVDC联网与孤岛运行方式之间的平滑转换，但无法在孤岛运行状态下再次承受短路故障；以及MMC-HVDC联网与孤岛运行的通用控制策略，通过对频率指令值和内环电流控制器限幅来达到提高孤岛系统的故障穿越能力的目的。

然而，上述的各控制策略均是从换流站本身的角度出发来提高孤岛系统的运行稳定性，没有考虑系统内多样化配套设备之间的协调配合，尤其对直流短路故障穿越方面的研究尚属空白。有鉴于此，提供一种直流短路故障穿越的控制方法已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种直流短路故障穿越控制方法，能够有效降低故障影响范围，维持孤岛系统的功率平衡。本申请的另一个目的是提供一种直流短路故障穿越控制装置、设备以及计算机可读存储介质，均具有上述技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种直流短路故障穿越控制方法，包括：

分断故障极中孤岛侧的直流断路器以切除故障；

基于非故障极中孤岛侧换流站的额定容量以及所述非故障极中孤岛侧换流站稳态运行时传输的有功功率确定功率转带工况类型；

若所述功率转带工况类型为自销纳工况，则控制所述非故障极中孤岛侧换流站提升输出功率，以在切除故障后通过所述非故障极中孤岛侧换流站转带故障极中孤岛侧换流站的全部有功功率；

若所述功率转带工况类型为非自销纳工况，则控制所述非故障极中孤岛侧换流站运行于满发状态，并控制风电场增载运行，以在切除故障后通过所述非故障极中孤岛侧换流站与所述风电场转带故障极中孤岛侧换流站的全部有功功率。

可选的，所述基于非故障极中孤岛侧换流站的额定容量以及所述非故障极中孤岛侧换流站稳态运行时传输的有功功率确定功率转带工况类型，包括：