[发明专利]向无源网络供电的MMC-HVDC交流自适应重合闸方法

说明书

本发明公开一种向无源网络供电的MMC‑HVDC交流自适应重合闸方法，包括：在交流线路单相故障/同塔多回线路三相故障跳闸后与断路器重合前的间隔内，利用向无源网络供电的MMC的附加控制策略，控制MMC向交流母线注入特征信号，由于故障相/回线和健全线路存在耦合，交流故障相/回线感应特征信号，特征信号在故障线路处于故障消失和故障仍存在两种状态下的传播特性存在差异，利用该差异实现交流故障线路的故障性质判别，进而决定故障输电线路是否重合断路器，实现交流线路故障保护。本发明不仅适用于单回线/多回线的单相重合闸，而且在同杆并架多回线拓扑下，回线间存在互感，单相\三相自适应重合闸均有实现的可能，提高了供电可靠性和缩短不必要停电时间。

技术领域

本发明属于交流线路故障保护领域，特别涉及一种MMC-HVDC交流自适应重合闸方法。

背景技术

两类交流系统可以视作弱交流系统：系统阻抗大和系统阻尼小。短路容量小的交流系统可被视作第一类弱系统，含容量有限或无旋转设备的交流系统可被视作第二类弱系统，如孤岛或风电场。特殊情况下，换流站需要具备在联网和孤岛状态间转换，如舟山多端柔性直流系统在正常运行时，换流站之间均有交流线路联系，但在故障或检修情况下，电网中将出现无源孤岛，因此需要某个或某几个换流站向无源孤岛供电。

相比于传统的高压直流输电(Line Commuted based Converter–High VoltageDC,LCC-HVDC)方式，柔性直流输电(Voltage Source Converter based HVDC,VSC-HVDC)的优势就是可以向弱交流系统甚至无源系统供电，如孤岛、孤立负荷(如海上钻井平台)、偏远山区供电，挪威的Troll-A VSC-HVDC工程是世界上第一个利用VSC-HVDC向海上钻井平台供电的商业化工程，或是连接分散的小型发电厂(如风力发电、太阳能发电等)到电网，柔性直流输电在向无源网络供电领域具有广阔的应用前景。

由于无源电网结构较为薄弱，且电源缺乏，其交流输电供电可靠性和持续性差，不能满足电网未来用电需求。提高无源网络可靠性和增强供电稳定性，减少不必要停电时间是一个亟须解决的重要问题。电力系统的故障绝大多数为输电线路故障，电压等级越高，单相故障的概率越大，而自适应重合闸提高供电可靠性和系统稳定性具有重要意义，研究能够识别故障性质的自适应重合闸受到广泛关注。

发明内容

本发明的目的在于提供一种向无源网络供电的MMC-HVDC交流自适应重合闸方法，旨在提高无源网络可靠性和增强供电稳定性，减少不必要停电时间。本发明在交流架空线故障跳闸后，通过设计MMC附加控制策略实现向交流母线注入特征信号，由于交流相\回线间存在耦合，故障相\回线将感应特征分量；其次利用小波二次样条差值方法实现故障性质判别，实现自适应重合闸，该发明对交流架空输电线路的供电可靠性和抗干扰能力的提升具有重要意义。

为实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

向无源网络供电的MMC-HVDC交流自适应重合闸方法，包括：在交流线路单相故障/同塔多回线路三相故障跳闸后与断路器重合前的间隔内，利用向无源网络供电的MMC的附加控制策略，控制MMC向交流母线注入特征信号，由于故障相/回线和健全线路存在耦合，交流故障相/回线感应特征信号，特征信号在故障线路处于故障消失和故障仍存在两种状态下的传播特性存在差异，利用该差异实现交流故障线路的故障性质判别，进而决定故障输电线路是否重合断路器，实现交流线路故障保护。

进一步的，所述MMC为基于半桥、全桥或混合子模块的模块化多电平换流器。

进一步的，无源网络为孤岛或风电场。

进一步的，在交流线路单相故障/同塔多回线路三相故障跳闸后与断路器重合前的间隔内，故障后经固定时延注入特征信号。

进一步的，固定时延为0.3s。