[发明专利]一种柔性直流输电换流站故障限流保护系统及方法

权利要求书

1.一种柔性直流输电换流站故障限流保护系统，其特征在于，包括：交流系统、电压源型换流器、控制系统和测量单元；其中，

所述交流系统通过交流线路与所述电压源型换流器的交流侧相连；

所述测量单元设置在交流系统和电压源型换流器连接的公共耦合点处，测量单元的输出端与控制系统的输入端连接；测量单元用于监测交流系统的当前电气量，以及，将监测到的当前电气量输送至控制系统；

所述控制系统的输出端与电压源型换流器的输入端连接，所述控制系统用于对接收到的所述当前电气量进行处理，处理后输送至所述电压源型换流器，控制所述电压源型换流器内部的交流电压和交流电流；

所述电压源型换流器的直流侧与直流系统相连，实现交流系统和直流系统的换流操作；其中，所述柔性直流输电换流站故障限流保护系统执行下述步骤：

测量单元实时监测交流系统的当前电气量，根据所述当前电气量判断交流系统是否出现电流越限；

如果所述交流系统出现电流越限，测量单元将所述当前电气量发送至控制系统；

所述控制系统根据接收到的当前电气量切换控制方式，根据切换后的所述控制方式生成当前控制指令；以及，将所述当前控制指令发送至电压源型换流器；

所述电压源型换流器根据当前控制指令，抑制交流系统的交流电流，实现交流系统和直流系统的换流操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压源型换流器包括数个交流换流电抗、数个三相六桥臂换流结构和数个直流电容；所述三相六桥臂换流结构与直流系统连接，每个三相六桥臂换流结构为并联结构；

每个所述交流换流电抗的一端分别连接于三相六桥臂换流结构的中部，每个所述交流换流电抗的另一端分别通过一电阻与交流系统连接；

所述直流电容设置在交流换流电抗与三相六桥臂换流结构的连接处。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述三相六桥臂换流结构为对称结构；三相六桥臂换流结构包括数个桥臂电抗和数个换流子模块，沿三相六桥臂换流结构的中部至与直流系统连接的部位依次串联一个桥臂电抗和数个换流子模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统包括站级控制模块和阀级控制模块，所述站级控制模块的输入端与测量单元的输出端连接，用于对测量单元监测到的当前电气量进行处理，得到调制波，输送至阀级控制模块；

所述阀级控制模块的输出端与电压源型换流器的输入端连接，阀级控制模块用于将调制波进行调制，得到控制指令对电压源型换流器进行控制。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述站级控制模块包括外环电流控制单元和内环电流控制单元；所述外环电流控制单元和内环电流控制单元用于对当前电气量和预设参考值进行计算，得到调制波输送至阀级控制模块。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交流系统包括无源网络、风电能源网络或光伏能源网络。

7.一种柔性直流输电换流站故障限流保护方法，其特征在于，所述方法包括：

测量单元实时监测交流系统的当前电气量，根据所述当前电气量判断交流系统是否出现电流越限；

如果所述交流系统出现电流越限，测量单元将所述当前电气量发送至控制系统；

所述控制系统根据接收到的当前电气量切换控制方式，根据切换后的所述控制方式生成当前控制指令；以及，将所述当前控制指令发送至电压源型换流器；

所述电压源型换流器根据当前控制指令，抑制交流系统的交流电流，实现交流系统和直流系统的换流操作。