[发明专利]一种无联接变配电网的故障判别、零序抑制方法及系统

说明书

本发明属于直流配电网领域，具体涉及一种无联接变配电网的故障判别、零序抑制方法及系统。本发明利用零序电流闭环控制带来的各MMC换流器的交流电压零序分量的幅值差异的特性，即可准确快速地进行故障站定位，且区分故障站和非故障站的条件是依靠各端的工况综合对比得到的，各端工况能够互为参考，避免由于区分条件不适应实际工况导致的故障识别定位不及时或误判，提高了故障判别的可靠性；根据故障站和非故障站的不同特性，针对性地设置不同的零序电压前馈抑制的方式，并且对于非故障站的零序电压前馈抑制设置了两种不同的、可替换的抑制条件，能够根据实际情况灵活选择，进一步适应不同工况。

技术领域

本发明属于直流配电网相关领域，具体涉及一种无联接变配电网的故障判别、零序抑制方法及系统。

背景技术

中压直流配电网通常采用基于模块化多电平换流器(modular multilevelconverter，MMC)的柔性直流输电技术，其中，MMC通常采用联接变压器接入交流电网，但配置联接变压器会相应增加柔性直流配电系统的成本和占地；为节省成本，简化结构，现有技术开始对无联接变压器的柔性直流中压配电网进行研究；然而交流电网发生不对称故障时，联接变压器可以实现电网和换流阀零序电压的隔离，零序电压不会传导到直流侧以及相连的其他交流系统中，但如果取消无联接变压器，交流系统的零序分量则不能被隔离，故障侧零序电压会引发换流器直流侧中性点电压波动，并传递至其他相连的交流系统，扩大交流系统故障的影响范围。

现有技术中，在双端中压柔直配电网系统中，一种连接各交流系统的中压柔性合环装置如图1所示，其包括两个MMC换流器，也称为换流站，发生交流故障的一端对应的换流器即为故障站；现有的零序波动电压的消除通常仅针对故障站，通过故障站处的零序电压消除策略即可从源头消除零序波动的影响，对于故障站的判定也是各个MMC换流器处根据故障条件进行独立的判定；然而，单独在每个MMC换流器处进行的故障识别与定位可能会出现故障条件不适应实际工况的情况，尤其是在多端无联接变中压柔直配电网系统中，使得难以及时发现故障并对故障站进行定位以执行相应的零序波动电压消除策略，因此无法及时切断零序波动的传导，导致零序波动的影响时间与范围较大；或者会导致误判，降低故障判别和零序波动抑制的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无联接变配电网的故障判别、零序抑制方法及系统，用于解决现有技术中的故障识别与定位方法可能会出现故障条件不适应实际工况的情况，导致故障判别和零序波动抑制的可靠性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无联接变配电网的故障判别方法，所述无联接变配电网中包括零序电流闭环控制策略，所述零序电流闭环控制策略生成相应的控制量叠加至电压调制波，根据叠加后的电压调制波生成触发脉冲并输出至抑制端的子模块，以对零序波动电流进行抑制，且无联接变配电网运行期间，各MMC换流器处始终根据零序电流闭环控制策略进行零序电流闭环控制；

所述故障判别方法步骤如下：

1)获取各MMC换流器处的交流电压零序分量的幅值并进行比较；

2)若任一MMC换流器处交流电压零序分量大于设定幅值阈值，则继续判断所述交流电压零序分量的幅值是否满足故障条件，若满足则判定对应的MMC换流器的交流侧发生不对称故障，该MMC换流器为故障站；

所述故障条件包括第一故障条件和第二故障条件，只要判断出MMC换流器处的交流电压零序分量的幅值满足第一故障条件或第二故障条件中的任意一个，则判定满足故障条件；

其中第一故障条件为：该MMC换流器处的交流电压零序分量与其他MMC换流器处的交流电压零序分量相比设定时间内的幅值变化量最大；

第二故障条件为：该MMC换流器处的交流电压零序分量与其他MMC换流器处的交流电压零序分量之间的幅值差大于设定幅值差阈值，且该MMC换流器处的交流电压零序分量与其他MMC换流器处的交流电压零序分量相比幅值最大。