[发明专利]一种柔性直流架空输电线路故障穿越系统

说明书

本申请提供一种柔性直流架空输电线路故障穿越系统，适用于新能源孤岛接入双极直流输电系统场景。若故障极直流架空输电线路发生故障，且正极直流输电系统及负极直流输电系统均处于运行状态及二者的功率之和小于或等于第一预设阈值，可基于预设故障穿越策略，实现故障极直流架空输电线路故障电流降为零以及故障去游离，实现正极直流输电系统及负极直流输电系统功率盈余的控制。实现协调控制新能源孤岛接入的双极直流输电系统有助于维持新能源孤岛接入的双极直流输电系统的正常运行，提高了双极直流输电系统的输能效率。

技术领域

本申请涉及大规模新能源柔性直流远距离输电工程技术领域，尤其涉及 一种柔性直流架空输电线路故障穿越系统。

背景技术

新能源柔性直流输电工程由于输电距离远、容量大，因此，对这种输电 工程的故障穿越要求非常高，但由于故障发展速度快而核心设备的暂态应力 水平受限，因此，新能源孤岛接入的双极直流输电系统存在发生故障时，双 极直流输电系统协调控制困难、暂时性盈余功率问题严重等问题。

发明内容

本申请旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，有鉴于此，本申请提供了 一种柔性直流架空输电线路故障穿越系统，用于解决现有技术中新能源孤岛 接入双极直流输电系统的双极直流输电系统协调控制困难、暂时性盈余功率 问题严重的技术缺陷。

一种柔性直流架空输电线路故障穿越系统，该柔性直流架空输电线路故 障穿越系统包括：新能源电站，正极直流输电系统，负极直流输电系统；

所述正极直流输电系统包括送端换流站正极换流器、正极直流架空输电 线路、受端换流站正极换流器以及正极送端故障检测控制器、正极受端故障 检测控制器；

所述负极直流输电系统包括送端换流站负极换流器、负极直流架空输电 线路、受端换流站负极换流器以及负极送端故障检测控制器、负极受端故障 检测控制器；

所述新能源电站与所述送端换流站孤岛连接，不与交流电网相连；

若所述正极直流架空线路或所述负极直流架空输电线路发生故障，且所 述正极直流输电系统及所述负极直流输电系统均处于运行状态以及所述正极 直流输电系统和所述负极直流输电系统的功率之和小于或等于第一预设阈 值，其中，所述故障极为正极直流输电系统或负极直流输电系统；

则故障极的送端故障检测控制器将送端换流站的故障极换流器的直流侧 控制由换流器子模块电压控制切换为零直流电流控制，从而将送端换流站提 供的故障电流降为零，将送端换流站故障极换流器的交流侧由交流电压控制 切换为子模块电压控制，防止故障极的子模块电压越限；

故障极的受端故障检测控制器将受端换流站故障极换流器直流侧控制由 给定的直流偏置量切换为零直流电流控制，从而将受端换流站提供的故障电 流降为零；将受端换流站的故障极换流器交流侧控制由直流电压控制切换为 子模块电压控制；

在去游离阶段内，故障极送端故障检测控制器继续将送端换流站的故障 极直流架空输电线路的直流电流持续保持为零，故障极的受端故障检测控制 器继续将受端换流站的故障极直流架空输电线路的直流电流持续保持为零， 直至故障极系统的直流架空输电线路绝缘状态恢复；

在故障恢复阶段，故障极的送端故障检测控制器将送端换流站故障极换 流器直流侧切换回子模块电压控制，将送端换流站的故障极换流器的交流侧 切换回交流电压控制；故障极的受端故障检测控制器将受端换流站的故障极 换流器的直流侧切换回给定直流偏置量，并在直流电压回升至额定电压后， 将受端换流站故障极换流器的交流侧切换回由直流电压控制。

优选地，所述正极直流输电系统或负极直流输电系统还包括直流侧组合 控制器，及盈余功率控制器和交流耗能装置；

基于此，所述柔性直流架空输电线路故障穿越系统，还包括：