[发明专利]混合多馈入直流系统低压限流协调控制方法

说明书

本发明公开一种混合多馈入直流系统低压限流协调控制方法，包括以下步骤，采集直流系统受端各换流母线的交流电压与直流电压，将所述交流电压与直流电压混合加权并作为低压限流单元的输入，计算低压限流单元中的直流电压权重系数与交流电压权重系数，根据所述直流电压权重系数与交流电压权重系数执行对应的优先恢复目标操作；计算低压限流单元中的各LCC受端交流电压输入信号权重系数，根据所述各LCC受端交流电压输入信号权重系数计算低压限流单元的输入电压信号。本发明在HMIDC系统的VDCOL的控制信号中引入交流电压信号来反映各子系统间的相互作用，考虑交流系统强度的影响，兼顾直流电压与交流电压恢复质量，从而改善系统的故障恢复性能。

技术领域

本发明涉及高压直流输电领域，尤其涉及一种混合多馈入直流系统低压限流协调控制方法。

背景技术

直流输电(high voltage direct current，HVDC)相比于交流输电具有不受系统稳定极限的限制、相同输送容量造价低等优势，逐渐成为我国远距离、大容量、跨区域输电的主要方式。HVDC根据换流方式的不同分为常规直流输电(line commutated converterbased high voltage direct current,LCC-HVDC)和柔性直流输电(voltage sourceconverter based high voltage direct current,VSC-HVDC)。LCC-HVDC采用半控型器件晶闸管作为基本单元，其电压等级高、传输容量大，但LCC-HVDC换流器存在换相失败、运行中需消耗大量无功功率等缺点。随着全控型开关器件的迅速发展，新一代直流输电技术VSC-HVDC采用IGBT作为基本单元，具有四象限运行、谐波含量低、不存在换相失败等优点，在新能源并网与异步联网场景中具有广泛应用前景。由于受限于全控电力电子器件制造水平，当前柔性直流换流器的电压等级与容量小于LCC-HVDC。结合两种直流输电的优缺点，将2种直流输电系统馈入电气距离较近的交流电网时，便形成了混合多馈入直流输电系统(hybrid multi-infeed HVDC,HMIDC)。我国南方电网、华东电网等受端负荷中心已经初步形成LCC-HVDC和VSC-HVDC混合多馈入的格局，HMIDC将成为我国未来受端电网的特有形态。

HMIDC兼具LCC与VSC的优势，具有较大的输送容量和更为灵活的运行方式。在受端电网发生故障时，邻近直流系统同时吸收大量无功功率，电气距离较近的馈入母线可能迅速跌落，若某一逆变站换流母线交流电压下降到一定数值，由于换相裕度不足会发生换相失败，逆变侧LCC相当于发生极间短路，直流电流迅速增大，换相重叠角增大，则此逆变站在换相恢复过程中需要更强的无功支持，VSC虽有一定的无功支撑的能力，但也受限于换流器容量约束，于是导致交流系统电压的进一步下降，不仅此逆变站由于换相裕度不足会发生连续换相失败，还易引发其它逆变站LCC相继发生换相失败，严重威胁系统安全稳定运行。如果在切除故障后各直流系统不能得以顺利恢复，将造成大范围停电。

低压限流单元(VDCOL)是HMIDC系统中重要的控制环节之一，其主要功能是在电压水平较低时限制直流电流(功率)的大小，从而限制直流系统吸收的无功功率，改善直流系统的在故障后的运行特性与恢复过程。现有低压限流单元大多采用直流电压输入型VDCOL，对于单条直流系统来说，由于不需要考虑各子系统间的相互影响，所以其控制性能往往可以满足稳定性要求，但对于HMIDC系统来说在某些严重故障情况下，由于其控制信号不能够有效反映各子系统间的相互影响，就会导致HMIDC系统在故障发生后无法恢复到稳定运行状态。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种，主要解决HMIDC系统在某些严重故障情况下，由于其控制信号不能够有效反映各子系统间的相互影响，导致HMIDC系统在故障发生后无法恢复到稳定运行状态。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种混合多馈入直流系统低压限流协调控制方法，包括以下步骤，