[发明专利]适用于柔性直流电网的电流转移型故障限流器控制方法

摘要

本发明公开了一种适用于柔性直流电网的电流转移型故障限流器及其控制方法，故障限流器由限流支路与电流转移支路并联构成，限流支路为直流电抗器；电流转移支路包括H桥、半控单元和全控单元；H桥由四个二极管桥臂(11)(12)(13)(14)构成；半控单元由多个串联晶闸管T_J1～T_JM并联一个集中式MOV构成；全控单元由多个串联IGBT模块T_G1～T_GN并联分散式MOV构成；半控单元(2)与全控单元(3)同向串联后连接到H桥上两桥臂(11)(13)的共阴极点和下两桥臂(12)(14)的共阳极点。本发明能大大减小直流电抗器对系统暂态响应速度的不利影响，提高系统稳定性；同时能够消除直流电抗器对直流断路器故障电流清除速度的不利影响，提高故障隔离速度。

主权项

1.一种适用于柔性直流电网的电流转移型故障限流器控制方法，其特征在于，故障限流器由限流支路与电流转移支路并联构成，其中，限流支路为直流电抗器；电流转移支路包括H桥、半控单元和全控单元；H桥由四个二极管桥臂(11)(12)(13)(14)构成；半控单元由多个串联晶闸管T_J1～T_JM并联一个集中式MOV构成；全控单元由多个串联IGBT模块T_G1～T_GN并联MOV构成，其中MOV分散并联于每一个IGBT模块；半控单元(2)与全控单元(3)同向串联后连接到H桥上两桥臂(11)(13)的共阴极点和下两桥臂(12)(14)的共阳极点；所述控制方法具体包括以下处理：在直流电网正常稳态运行状态下：限流器电流转移支路内的串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN门信号均置零；此时直流电抗器接入在直流线路上，在直流故障后能够立即起到限流作用；此外由于限流器内的串联晶闸管、串联IGBT模块以及二极管桥臂在系统正常稳态运行时不导通电流，因此不会产生额外的功率损耗；当限流器所在直流线路电流满足|Δi_dc|>Δi_set时，开始计时t；若在开始计时时刻至Δt₁，一直未接收到本地保护动作信号以及本地断路器跳闸信号，表明发生了潮流突变或者非本线路故障；对限流器进行以下控制：首先，计时时刻到达Δt₁后立即导通电流转移支路内的串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN，直流电抗器能够被瞬间从故障回路中旁路出去，相当于负荷电流由限流支路转移至电流转移支路；导通电流转移支路内的串联晶闸管(T_J1～T_JM)和串联IGBT模块(T_G1～T_GN)后延时Δt₂延时Δt₂，然后交替关断串联IGBT模块T_G1～T_GN，实现负荷电流由电流转移支路向限流支路的转移；当电流转移支路内流经半控单元与全控单元同向串联支路的电流I_b<I_set时，将串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN所有门信号置零；最后，限流器控制策略复归；若在计时开始时刻至Δt₁内任意时刻，限流器接收到本地保护动作信号以及本地断路器跳闸信号，表明本线路发生故障且本地断路器已经跳闸；对限流器进行以下控制：首先，在接收到本地保护动作信号以及本地断路器跳闸信号之后立即导通电流转移支路内的串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN，直流电抗器能够被瞬间从故障回路中旁路出去，故障隔离期间直流断路器MOV仅耗散故障线路的故障能量；在导通电流转移支路内的串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN后延时Δt₃，关断所有串联IGBT模块T_G1～T_GN，利用IGBT并联MOV耗散直流电抗器故障储能；然后开始等待重合闸信号，接收到断路器重合闸信号后立即导通电流转移支路内的串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN；然后延时Δt₄，交替关断串联IGBT模块T_G1～T_GN，实现负荷电流由电流转移支路向限流支路的转移；当电流转移支路内流经半控单元与全控单元同向串联支路的电流I_b<I_set时，将串联晶闸管T_J1～T_JM和串联IGBT模块T_G1～T_GN所有门信号置零；最后，限流器控制策略复归。