[发明专利]用于直流电网故障限流装置的混合运行控制方法

说明书

本发明提供了一种用于直流电网故障限流装置的混合运行控制方法。控制方法包括：持续检测直流电网中的第一电流值、通过换流器中第一IGBT器件的第二电流值和通过直流变压器中第二IGBT器件的第三电流值；第二电流值大于或等于第二阈值时，闭锁换流器；第三电流值大于或等于第三阈值时，闭锁直流变压器；第一电流值大于或等于第一阈值时，开启限流器；在开启限流器后且第一电流值仍大于或等于第一阈值时，或第二电流值大于或等于第二阈值时，闭锁换流器；在闭锁换流器后且第一电流值仍大于或等于第一阈值时，或第三电流值大于或等于第三阈值时，闭锁直流变压器；当第一电流值小于第一阈值时，控制直流断路器执行断路，以提高电网稳定性。

技术领域

本发明涉及直流电网技术领域，具体而言，涉及一种用于直流电网故障限流装置的混合运行控制方法、一种用于直流电网故障限流装置的混合运行控制系统和一种直流电网。

背景技术

目前，在相关技术中，直流电网自身具备传输容量大、线损低、可靠性高等诸多优势，日益受到了人们的关注。柔性直流系统由于其独特的控制性能、无换相失败等优点，成为直流电网发展的主流趋势。而如何解决直流线路故障时，柔性直流系统故障电流的清除成为目前工程上和学术上的难点问题。

直流电网故障电流可通过以下三种关键设备进行限制，即优化直流换流器拓扑、直流变压器和故障电流限流器。

优化直流换流器拓扑可关断直流故障电流。对于基于柔性直流系统，MMC(ModularMultilevel Converter，模块化多电平换流器)是其换流站拓扑的首选技术方案。但该方案当直流侧发生故障时，反并联二极管会为短路电流提供通路，系统近似发生三相短路，短路电流不能被阻断，应考虑采用具备直流侧故障电流阻断能力的MMC拓扑结构来实现直流侧故障电流的阻断。通过优化SM(Sub Module，单个子模块)的拓扑可以实现直流侧故障电流的阻断，如全桥子模块拓扑结构，箝位型双子模块拓扑结构，串联双子模块拓扑结构，交叉连接型子模块拓扑结构，混合型子模块拓扑结构，二极管箝位型子模块拓扑结构，二极管嵌位式双子模块拓扑结构，增强自阻型子模块拓扑结构。也可以通过优化桥臂拓扑来限流，如子模块混合型MMC，二极管阻断型MMC，桥臂交替导通换流器，混合级联换流器。

直流变压器可闭锁直流故障电流。在直流变压器中，使输入端和输出端没有直接相连的电流通路，从而可以实现故障隔离。较为简便的办法就是在输入端和输出端之间添加隔离变压器。拓扑中采用单相H桥结构，满足中等容量的应用场合；同时采用了中频变压器，以实现大变比的要求。中频变压器使得两侧直流系统电气隔离，有效防止故障的蔓延。

故障电流限流器亦可起到直流电网限流作用。国内外限流技术主要有超导限流、固态限流等。随着全控器件等的发展，固态直流限流器得到了迅猛发展。现有技术出提出了一种由快速开关、GTO(Gate Turn-OffThyristor，可关断晶闸管)和限流电阻并联组成的二次电流转移型短路电流限制器，解决了电流直接从快速开关到电阻转移困难的问题。现有技术中，限流器拓扑有2种形式，主要结构包括全控器件、二极管、电感及快速机械开关。该直流限流器在高压直流输电系统发生故障时限制直流电流的增大，利用电感通低频阻高频的特性，通过全控开关将直流电流转变为高频交变电流，达到电感限制直流电流的目的。超导故障电流限制器作为一种有效的短路电流限制装置，在发生短路故障时，能够迅速将短路电流限制到可接受的水平。

如何控制直流电网中限流器、换流器和直流变压器分别如何动作和重启，才能最大限度的降低故障电流抑制装置对电网及设备的影响，成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出一种用于直流电网故障限流装置的混合运行控制方法。

本发明的第二方面提出一种用于直流电网故障限流装置的混合运行控制系统。

本发明的第三方面提出一种直流电网。