[发明专利]一种柔性直流补偿控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种柔性直流补偿控制方法及系统，当受端电网发生故障后将柔性直流故障侧换流母线的电压测量值大于第一电压设定阈值时，计算柔性直流故障侧换流站的有功电流补偿量和无功电流补偿量，获得补偿后的有功电流指令值和补偿后的无功电流指令值，根据第一有功电流指令值和第一无功电流指令值对柔性直流故障侧换流站进行控制，通过合理修正柔性直流换流站的有功、无功电流指令值，提高了交流故障下柔性直流系统的无功支持能力与系统抵御换相失败的能力；当电压测量值不大于第一电压设定阈值时，设置柔性直流故障侧换流站的有功电流指令值为故障电流限值，无功电流指令值为0，抑制了柔性直流故障下的过流，实现故障安全穿越。

技术领域

本发明涉及柔性直流控制技术领域，特别是涉及一种柔性直流补偿控制方法及系统。

背景技术

常规直流输电系统(Line Commutated Converter based High Voltage DirectCurrent，LCC-HVDC)采用电网换相换流器，具有输送容量大、输送功率可控等优点，广泛应用于大容量、远距离输电场合；采用模块化多电平换流器的柔性直流输电系统(ModularMultilevel Converter based High Voltage Direct Current，MMC-HVDC)相比常规直流输电系统，具有有功无功控制解耦的优势，不存在换相失败的风险，近年来发展迅速。随着柔性直流输电工程建设，出现了柔性直流与原有常规直流馈入同一交流系统的混合多馈入直流输电系统，其受端电网存在不同类型的多个逆变站，逆变站间复杂的交互作用会使受端电网呈现新的运行特性。

由于采用半控型器件，当受端电网发生故障导致电压跌落时，常规直流逆变站容易产生换相失败问题，严重时引发换流阀闭锁，中断功率传输。柔性直流具备四象限功率控制能力，当柔性直流与常规直流换流站落点的电气距离较近时，故障期间柔性直流可作为无功补偿为受端电网电压提供支撑，为常规直流换相失败的抑制提供了新思路，近年来涌现出一系列相关研究。大多研究基于常规直流故障期间关断角、关断面积或换流站电压变化量计算无功补偿量，附加至柔性直流无功类控制环中，提升柔性直流故障期间输出的无功功率，实现常规直流换相失败抑制。但柔性直流在支援换相失败时，换流站需要增发无功电流，为保证桥臂电流不过流，有功电流输出量会在电流限幅控制的作用下减少，使得换流站输出的有功功率减少。功率不平衡会导致柔性直流换流站子模块电容充电，引起直流电压升高，超出安全运行范围，使直流系统在保护装置动作下停运，还会恶化故障下受端电网的暂态特性，带来功角与频率稳定性问题。

因此，在改进柔性直流控制策略时，目前亟待解决如何合理分配柔性直流在交流故障期间的有功电流与无功电流，使得柔性直流具备有效抑制常规直流换相失败能力的同时，能够维持并网状态、安全穿越故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种柔性直流补偿控制方法及系统，以提高常规直流抵御换相失败的能力和柔性直流交流故障穿越能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种柔性直流补偿控制方法，所述方法包括：

判断受端电网发生故障后柔性直流故障侧换流母线的电压测量值是否大于第一电压设定阈值，获得判断结果；

若所述判断结果表示是，则根据柔性直流系统的直流电压平方项变化量与电网换相换流器型直流输电系统的直流换流站的交流电压变化量计算柔性直流故障侧换流站的有功电流补偿量和无功电流补偿量；

根据所述有功电流补偿量和无功电流补偿量获得柔性直流故障侧换流站的补偿后的有功电流指令值和补偿后的无功电流指令值，确定为第一有功电流指令值和第一无功电流指令值；

根据第一有功电流指令值和第一无功电流指令值对柔性直流故障侧换流站进行控制，直至受端电网中的保护装置进行故障切除的动作；