[发明专利]预防逆变站近区雷击交流线路引发换相失败的协调控制方法

说明书

本发明公开了一种预防逆变站近区雷击交流线路引发换相失败的协调控制方法，包括：1、实时采集逆变站近区交流线路电压和电流；2、根据交流线路电流判断交流线路是否受到雷击并确定交流侧故障层；3、执行故障层换流器的换相失败预防措施，计算关断角调整量Δγ₁；4、根据雷击强度指标CF_L修正预防措施输出的关断角调整量Δγ₁，得到计及雷击强度修正后的关断角调整量Δγ₂；5、将修正后的关断角调整量Δγ₂作为分层协调模块的输入值，得到协调后的关断角调整量Δγ₃，再输出至故障层换流器控制系统，调整定关断角控制措施的输入值；6、雷击造成的暂态过程结束后系统稳定，退出协调控制。本发明能提高特高压直流输电系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电领域，具体涉及一种预防逆变站近区雷击交流线路引发换相失败的协调控制方法。

背景技术

我国能源资源与电力负荷需求呈逆向分布，80％以上的能源资源分布在西部、北部，70％以上的能源消费集中在东部、中部地区，能源基地距离负荷中心1000～4000公里，客观上要求在大范围内对能源进行优化配置。为实现资源的优化配置与共享，助力“碳达峰、碳中和”目标的实现，目前国家电网公司已建、在建和规划建设的特高压直流输电通道近20条，特高压直流输电(Ultra High Voltage Direct Current，UHVDC)在目前和将来一段时间将是“三北”地区能源外送的主导形式。电网换相换流器型高压直流输电(LineCommutated Converter Based High Voltage Direct Current,LCC-HVDC)以其电能输送容量大、传输损耗低、非同步联络能力强、远距离送电成本低等优势，成为远距离大容量输电和区域电网互联的重要组成手段，对我国大规模能源开发利用、能源跨区域优化配置以及“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重大意义。

随着特高压直流输电工程的相继投产运行，我国电网已经形成了明显的交直流混联大电网，在华东、华南地区已形成区域多馈入直流系统，即多馈入直流输电系统。为提高多馈入直流输电系统受端的电压支撑能力，国家电网有限公司提出特高压直流分层接入方式，即受端高/低端换流器分别接入500kV/1000kV电网。分层接入方式下，直流侧高端和低端阀组串联，逆变侧连接两个不同电压等级的交流电网。特高压直流分层接入方式增加了系统运行方式的灵活性和扩大输送容量，但也增加了系统结构和运行控制的复杂性。已有研究表明特高压直流分层接入系统在任意一层交流电网发生故障，不仅会导致故障层逆变阀组换相失败，而且可能引发非故障层逆变阀组换相失败。在故障恢复过程中，层间交直流系统的相互影响还会引发连续换相失败。

依据我国多年对雷电活动的观测统计，雷击是引起输电线路跳闸的最主要的环境因素，因其造成的跳闸事故占线路总跳闸事故的40％-70％。而且特高压直流输电线路具有杆塔高、导线与避雷线间距大、运行电压高等特点，尤其在多雷、土壤电阻率高、地形复杂等区域，雷击引起的跳闸率更高。根据雷击输电线路的位置的不同，可分为(1)绕击雷：雷电直接击中输电线路产生雷电过电压；(2)反击雷：雷电直接击中避雷线或杆塔塔顶产生雷电过电压；(3)感应雷：雷电对输电线路附近的地面放电，通过电磁感应对导线带来过电压。雷电流会产生强烈的电磁场、热效应与应力作用，对输电线路及电气设备产生恶劣影响。已有工程实例表明雷击输电线路存在导致换相失败的情况。为保证分层接入的特高压直流换流站安全稳定运行，预防受端换流站近区雷击交流线路导致换相失败的措施需进一步研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预防逆变站近区雷击交流线路引发换相失败的协调控制方法，以期能降低雷击特高压逆变站近区交流线路导致换相失败的概率，从而能提高特高压直流输电系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：