[发明专利]一种特高压混合直流输电系统低压限流控制方法及装置

说明书

一种特高压混合直流输电系统低压限流控制方法及装置，该方法包括：将上级控制输出的直流电流指令I_dcord经过低压限流控制器处理，输出直流电流参考值I_dcref；直流电流参考值I_dcref与整流站的直流电流实际值I_dc作差后输入PI控制器进行调节，输出触发角余弦值；经过反余弦计算，输出整流站触发角。该方法可以在逆变侧交流系统严重故障工况下，将直流电流限制到较低水平，减小VSC直流过电压持续时间和可控避雷器能量，有利于交流系统故障穿越成功。在逆变侧交流系统一般性故障工况下，适当限制直流电流，有利于加快系统恢复速度，不影响整流侧交流系统故障穿越和直流线路故障重启。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电技术领域，具体涉及一种特高压混合直流输电系统低压限流控制方法及装置。

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，存在逆变侧换相失败造成系统传输功率中断的缺陷。对于特高压混合直流输电系统，逆变站一般使用电压源型换流器VSC或者使用LCC与VSC的组合拓扑。电压源型换流器具有无换相失败，有功功率和无功功率独立控制，无需配置交流滤波器等优点。逆变站LCC与VSC级联拓扑结构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，但是逆变侧交流系统故障时，整流侧如何有效协调直流功率，保证交流系统故障穿越成功及系统快速恢复成为一个难题。

现有的整流侧极控系统配置低压限流功能，通过检测直流低电压，限制直流电流参考值。当逆变侧交流系统发生接地故障时，LCC很可能换相失败，导致直流电压跌落，低压限流功能动作，限制直流电流参考值。直流电压跌落越大，直流电流参考值被限制到越小的水平。交流系统故障清除后，直流电压恢复，低压限流功能退出，直流电流参考值恢复到故障前水平，系统功率恢复至稳态。

对于逆变站为LCC与VSC混合级联拓扑结构，逆变侧交流系统故障时，LCC很可能发生换相失败，极母线直流电压跌落(典型值为800kV跌落至400kV)，在故障发展过程中，由于VSC功率盈余，直流电压将逐渐增大。当交流系统发生严重故障(比如三相接地故障)时，VSC子模块过电压较大，VSC直流电压可能达到1.3倍过电压(典型值为520kV)，甚至更高。此时整流侧的极母线直流电压将很可能大于0.65pu(直流电压典型基准值为800kV)，常规的低压限流功能只能小幅度降低直流电流参考值，VSC直流侧功率盈余仍然较大，可控避雷器吸收能量较大。当交流系统发生一般性故障(比如单相接地故障)时，VSC子模块过压较小，整流侧的直流电压跌落至0.5pu(直流电压典型基准值为800kV)附近，常规低压限流功能将直流电流参考值限制到一个较低水平，并且故障过程中整流侧触发角被调整到较大值，导致系统功率恢复时间较长。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种特高压混合直流输电系统低压限流控制方法及装置，在逆变侧交流系统发生严重故障时能够大幅降低直流电流参考值，从而降低可控避雷器能量。在逆变侧交流系统发生一般性故障时，能够适当限制直流电流参考值，从而加快系统功率恢复速度。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案实现：

本发明的第一方面提供了一种特高压混合直流输电系统低压限流控制方法，所述特高压混合直流输电系统包括整流站和逆变站，所述低压限流控制方法对整流站进行电流控制，包括如下步骤：

将上级控制输出的直流电流指令I_dcord经过低压限流控制器处理，输出直流电流参考值I_dcref；

所述直流电流参考值I_dcref与整流站的直流电流实际值I_dc作差后输入PI控制器进行调节，输出触发角余弦值；

经过反余弦计算，输出整流站触发角。