[发明专利]一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统

说明书

本发明公开一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统，测试过程包括：搭建成套耗能装置一次测试回路；获取测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数，传输至耗能阀控制保护单元；采集耗能阀控制保护单元的实际保护动作信息数据，将其与理论保护动作数据进行比较，判断测试功能类型对应的成套耗能装置功能是否正常。本发明通过模拟电网运行环境生成虚拟电网运行参数，对成套耗能装置进行整组试验，可对其基本状态、故障穿越功能、冷却闭锁功能及保护功能等进行更全面的测试，保证成套耗能装置在系统调试和直流运行过程中能起到有效的防护作用。

技术领域

本发明涉及电力系统保护检验测试技术领域，特别是一种基于虚拟电网运行参数的柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统。

背景技术

柔性直流输电可以实现两端交流电网的隔离，以及功率的快速解耦控制，是适用于风电等可再生能源接入交流电网的新一代输电方式风电场采用柔性直流输电方式接入时。若受端交流电网发生故障，则受端换流站的功率输出能力下降，而风场侧功率传输基本不受影响，直流线路送端和受端将出现功率差额，并随故障的持续而不断积累，将导致直流侧电压升高。

成套耗能装置是目前最具推广前景的柔性直流受端故障穿越手段之一，特别是基于模块化多电平的集中电阻耗能装置是消耗功率差额的有效手段。基于模块化多电平的集中电阻的成套耗能装置结构包括：模块化多电平电路、耗能电阻以及阀控制保护系统，拓扑见图1。其中，模块化多电平电路和耗能电阻串联后接于直流正负极之间，阀控制保护系统判别柔性直流运行状态，并控制模块化多电平电路投入、切除或闭锁，实现耗能电阻的投切。

成套耗能装置故障穿越策略有不同原理，投切控制原理总体上分为两类：一是监测直流电压，通过投切耗能电阻保持直流电压在合理范围内；二是计算送、受端换流站输送功率差额，控制切耗能电阻保持两侧功率平衡。柔直正常运行时，阀控制保护系统控制子模块电容串入耗能支路，耗能电阻不投入；柔直受端电网发生故障导致受端换流器输送能力受限时，阀控制保护系统通过控制模块化多电平电路的投入时间或子模块投入数目，控制耗能电阻投入，以消耗直流冗余功率。

成套耗能装置整组试验需要在带电条件下进行，且其控制行为与柔直直流运行状态量相关，为试验带来了难题。因此目前在柔性直流调试过程中，成套耗能装置功能测试在系统调试中开展。此试验方式存在两个问题：一是由于成套耗能装置在系统调试前未开展整组测试，系统调试中可能出现控制异常，将造成直流电压波动和传输功率波动，进而威胁电网安全；二是系统调试中难以将成套耗能装置功能试验完全，成套耗能装置主要作用为交流电网故障时的配合直流进行故障穿越，由于试验条件对交流电网运行要求严苛，部分故障穿越策略无法开展。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法、装置和系统，通过模拟电网运行环境生成虚拟电网运行参数，并搭建测试回路以对成套耗能装置进行整组试验，可对成套耗能装置的基本状态、故障穿越功能、冷却闭锁功能及保护功能等进行更为全面的测试，保证成套耗能装置在系统调试和直流运行过程中能够起到有效的防护作用。本发明采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种柔性直流工程成套耗能装置测试方法，包括：

获取测试功能类型信息以及测试配置信息；

根据测试功能类型信息以及测试配置信息，利用预先构建的柔直电网运行模型和柔直控制保护模型，生成符合柔性直流工程成套耗能装置运行特性的电网运行参数数据，传输至成套耗能装置中的耗能阀控制保护单元；成套耗能装置连接一预先搭建的测试回路；

通过所述测试回路，采集耗能阀控制保护单元响应于接收到的电网运行参数数据而发生的实际保护动作信息数据；

根据测试功能类型以及测试配置信息，确定耗能阀控制保护单元的理论保护动作数据；