[发明专利]一种多端柔性直流输电系统及故障控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多端柔性直流输电系统及故障控制方法。

背景技术

柔性直流输电系统采用模块化多电平换流器，具有对器件一致触发动态均压要求低、扩展性好、输出电压波形品质高、开关频率低、运行损耗低等诸多优点，但其缺点也十分明显，随着柔性直流输电系统的发展，多端柔性直流输电系统逐渐得到应用，应用多端柔性直流输电系统可实现直流网络互联,一旦发生线路短路故障，将很快影响到直流输电网络和交流网络，通过换流器停机的方式也无法切除故障。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对线路短路故障，能够迅速切除故障，保证直流网络的稳定性，实现对设备全面保护的多端柔性直流输电系统。

与此相应，针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于本发明设计的多端柔性直流输电系统，针对线路短路故障，能够迅速切除故障，保证直流网络的稳定性，实现对设备全面保护的多端柔性直流输电系统的故障控制方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种多端柔性直流输电系统，包括至少三个柔性直流输电换流站，各个柔性直流输电换流站分别包括换流阀、两个平波电抗器、以及至少一组传输连接线，各个柔性直流输电换流站之间通过传输连接线相连接，其中，两个平波电抗器分别与换流阀的正极、负极相连接，传输连接线包括与换流阀的正极、负极相对应的正极传输连接线、负极传输连接线；各个柔性直流输电换流站分别还包括至少两个直流分断装置，直流分断装置的数量与正极传输连接线、负极传输连接线的数量之和相一致，各个直流分断装置分别与正极传输连接线、负极传输连接线一一相对应；换流阀的正极、负极分别与平波电抗器相连后，分别经直流分断装置组对应与正极传输连接线、负极传输连接线相连。

作为本发明的一种优选技术方案：各个柔性直流输电换流站还分别包括两个非线性电阻组，其中，各个非线性电阻组分别包括至少一个相互串联或并联的非线性电阻；一个非线性电阻组的一端与所述换流阀的正极相连，另一端接地；另一个非线性电阻组的一端与所述换流阀的负极相连，另一端接地；各个非线性电阻组的动作电压均大于所述换流阀的正极对地电压，且小于换流阀正极对地电压的2倍。

作为本发明的一种优选技术方案：各个柔性直流输电换流站还分别包括至少两个非线性电阻组，非线性电阻组的数量与柔性直流输电换流站中所述正极传输连接线、负极传输连接线的数量之和相等；其中，各个非线性电阻组分别包括至少一个相互串联或并联的非线性电阻；各个非线性电阻组分别与各条正极传输连接线、负极传输连接线一一对应设置，其中，各个非线性电阻组的一端分别与正极传输连接线或负极传输连接线相连，另一端接地；各个非线性电阻组的动作电压均大于所述换流阀的正极对地电压，且小于换流阀正极对地电压的2倍。

作为本发明的一种优选技术方案：所述直流分断装置为双向直流分断装置。

本发明所述一种多端柔性直流输电系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的多端柔性直流输电系统，针对线路短路故障，能够迅速切除故障，保证了多端柔性直流输电系统中的各个设备，实现对设备全面保护，提高多端柔性直流输电系统的稳定性；

（2）本发明设计的多端柔性直流输电系统中，分别针对各个柔性直流输电换流站中换流阀的正负极一侧、以及正负极传输线一侧，分别设置非线性电阻组，在发生线路故障时，有效保证了换流阀和直流传输线不会因为过压而损坏或是遭受影响，提高了整个柔性直流输电系统的使用寿命；

（3）本发明设计的多端柔性直流输电系统中，针对各个直流分断装置，均采用双向直流分断装置，提高了直流分断装置的使用效率，保证了整个柔性直流输电换流站工作的安全性。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种多端柔性直流输电系统的故障控制方法，针对故障所在的传输连接线，分别控制该传输连接线两端的直流分断装置进行分断电流。

作为本发明的一种优选技术方案：针对故障所在的传输连接线，分别同时控制该传输连接线两端的直流分断装置进行分断电流。

本发明所述一种多端柔性直流输电系统的故障控制方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明设计的多端柔性直流输电系统的故障控制方法，基于本发明设计的多端柔性直流输电系统，针对故障所在的传输连接线，能够迅速切除故障，保证了多端柔性直流输电系统中的各个设备，实现对设备全面保护，提高多端柔性直流输电系统的稳定性；