[发明专利]带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置及方法

权利要求书

1.一种带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，所述混合直流输电系统包括用于连接送端交流电网的整流换流站、用于连接受端交流电网的逆变换流站以及用于连接整流换流站和逆变换流站的直流输电线路，所述整流换流站包括至少一组晶闸管换流器单元，所述逆变换流站包括至少一组电压源型换流器单元；其特征在于所述故障处理装置包括：

采集单元，用于采集混合直流输电系统的直流电压、直流电流、逆变换流站所连接交流电网的交流电压以及逆变换流站内电压源型换流器的子模块电容电压；

故障判别单元，用于依据采集单元所采集的相关模拟量的状态判断混合直流输电系统是否发生故障；以及，

故障处理单元，用于在所述故障判别单元检测到混合直流输电系统发生故障时，控制整流换流站增大触发角，控制逆变换流站切换直流电流指令值和/或直流电压指令值；

所述故障处理单元还用于，在等待设定的熄弧时间到达时，控制整流换流站减小触发角，并控制逆变换流站切换直流电流指令值和/或直流电压指令值，尝试恢复直流功率。

2.如权利要求1所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，其特征在于：所述采集单元采集的混合直流输电系统直流电流不大于设定的电流定值Iref1，且等待设定的熄弧时间未到达时，通知所述故障处理单元控制逆变换流站切换直流电流指令值和/或直流电压指令值，其中，Iref1的取值范围为：0～0.1pu。

3.如权利要求1所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，其特征在于：整流换流站与逆变换流站分别独立检测混合直流输电系统是否发生故障，或者整流换流站与逆变换流站通过通信共同检测混合直流输电系统是否发生故障。

4.如权利要求1所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，其特征在于：当故障判别单元判断混合直流输电系统发生故障时，逆变换流站产生的直流电压和/或输出的交流电流发生改变。

5.如权利要求4所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，其特征在于：所述逆变换流站产生的直流电压和/或输出的交流电流具体的改变为：所述故障处理单元控制逆变换流站依据实测的交流母线电压的有效值动态改变交流电流指令来改变输出的交流电流；控制逆变换流站实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性来改变直流电压的大小使得实测直流电流不大于Iref2，其中，Iref2的取值范围为：0～0.1pu。

6.如权利要求1所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，其特征在于：所述故障判别单元在故障发生后依据采集单元采集的相关模拟量进一步判断故障是否消失。

7.如权利要求6所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理装置，其特征在于：当故障消失时，故障处理单元控制整流换流站输送的功率恢复至故障前的功率或故障前功率的k1倍、逆变换流站产生的直流电压及输出的交流电流恢复至故障前的水平或故障前的k2倍，其中，k1及k2的取值范围为0～1。

8.一种带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，采集混合直流输电系统的直流电压、直流电流、逆变换流站所连接交流电网的交流电压以及逆变换流站内电压源型换流器的子模块电容电压；

步骤2，依据步骤1采集的模拟量判别混合直流输电系统是否发生故障；

步骤3，若发生故障，则控制整流换流站增大触发角，控制逆变换流站切换直流电流指令值和/或直流电压指令值；在等待设定的熄弧时间到达时，控制整流换流站减小触发角，并控制逆变换流站切换直流电流指令值和/或直流电压指令值，尝试恢复直流功率。

9.如权利要求8所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理方法，其特征在于：还包括：当故障消失时，则整流换流站输送的功率恢复至故障前的功率或故障前功率的k1倍，逆变换流站产生的直流电压及输出的交流电流恢复至故障前的水平或故障前的k2倍，其中，k1及k2的取值范围为0～1。

10.如权利要求8所述的带故障穿越功能的混合直流输电系统故障处理方法，其特征在于：所述步骤2中，当判断混合直流输电系统发生故障时：逆变换流站产生的直流电压和/或输出的交流电流发生改变，具体的改变为：所述故障处理单元控制逆变换流站依据实测的交流母线电压的有效值动态改变交流电流指令来改变输出的交流电流；控制逆变换流站实时调整模块化多电平换流器投入子模块的总个数及投入子模块输出电平的极性来改变直流电压的大小使得实测直流电流不大于Iref2，其中，Iref2取值范围为：0～0.1pu。