[发明专利]提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路及方法

权利要求书

1.一种提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于交流受端电网与风电场之间设置有受端换流站、送端换流站，且受端换流站直流侧接入能量吸收装置。

2.根据权利要求1所述的提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于上述受端换流站直流侧接入包括有火花间隙、间隙火花放电装置、金属氧化物限压器的能量吸收装置，或受端换流站直流侧接入包括有火花间隙的能量吸收装置，或受端换流站与送端换流站之间仅连接有金属氧化物限压器的能量吸收装置，或受端换流站直流侧接入包括有火花间隙与间隙火花放电装置的组合的能量吸收装置，或受端换流站直流侧接入包括有金属氧化物限压器与间隙火花放电装置的组合的能量吸收装置。

3.根据权利要求2所述的提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于上述受端换流站直流侧接入包括有火花间隙L1及L2、间隙火花放电装置GAP1和GAP2、金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2的能量吸收装置，火花间隙L1、间隙火花放电装置GAP1、金属氧化物限压器MOV1、金属氧化物限压器MOV2、间隙火花放电装置GAP2、火花间隙L2按顺序串联。

4.根据权利要求2所述的提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于上述受端换流站直流侧接入包括有火花间隙L1及L2、间隙火花放电装置GAP1和GAP2、金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2的能量吸收装置，火花间隙L1及L2、间隙火花放电装置GAP1和GAP2、金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2按任意顺序串联。

5.根据权利要求1至4任一项所述的提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于上述受端换流站与送端换流站之间的交流电网为500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、6kV。

6.一种提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

1）检测到交流受端电网发生短路故障后，直流侧电压超过额定值，则触发间隙火花放电装置GAP1和GAP2导通；

2）间隙火花放电装置GAP1和GAP2导通后，直流电压施加在金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2两端；

3）间隙火花放电装置GAP1和GAP2导通动作的同时，金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2进入拐点，通过大电流放电，吸收直流回路能量，最大放电电流由间隙火花放电装置限制；

4）直流回路通过金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2放电后，直流电压下降，金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2两端电压回到残压，间隙火花放电装置GAP1和GAP2停止导通，金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2残压取值比直流额定值高；

5）直流侧吸能结束，直流电压限制在额定值左右；

6）交流受端电网故障清除后，直流系统恢复运行。

7.根据权利要求6所述的提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于上述步骤1）检测到交流受端电网发生短路故障后，直流侧电压超过额定值1.35pu，则触发间隙火花放电装置GAP1和GAP2导通。

8.根据权利要求6所述的提高电压源换流器直流输电故障穿越能力的主回路，其特征在于上述步骤3）金属氧化物限压器MOV1和金属氧化物限压器MOV2保护电压也取在1.35pu。