[发明专利]一种混合多端直流输电线路故障重启控制方法及装置

说明书

本发明涉及一种混合多端直流输电线路故障重启控制方法及装置，当直流输电线路故障重启动作时，将定直流电压受端换流器切换为定直流电流模式，并将该定直流电压受端换流器的电压参考值设置为零；在第一设定时间后，将定直流电压受端换流器电压参考值按设定电压斜率恢复，并检测反向电流变化率，判断在第一设定时间后的第一设定时间段内反向电流变化率是否大于设定变化率值；若是，则控制各端换流器故障重启；若否，则定直流电压受端将其换流器的电压参考值恢复至额定电压，通过增加定直流电压受端的反向电流变化率的大小判据，提高了直流输电系统可用率和故障重启的成功率，减小了逆变侧受端换流器的过流风险。

技术领域

本发明涉及直流输电及电力电子技术领域，特别是一种混合多端直流输电线路故障重启控制方法及装置。

背景技术

在特高压直流输电工程中，由于直流输电线路通常有数千公里，直流线路遭遇山火、雷击等故障的可能性大大增加。对于此类故障，控制系统采用移相去游离策略可快速恢复直流线路周围介质的绝缘性能。

现代电力系统的快速发展及电力电子技术的更新换代使基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)技术的直流输电系统取得了长足进步。MMC换流器具有可独立控制有功无功功率、不存在换相失败、可为无源孤岛系统供电等诸多优点。同时，MMC系统还具备开关频率较低、开关损耗小、无需交流滤波器组和扩展性强等优点，这使得MMC逐步实现了工程应用，并可以运用于高直流电压、大功率输电的场合。

常规特高压直流工程整流侧及逆变侧均采用LCC换流器主接线结构，当直流线路发生故障时，仅需通过整流侧LCC换流器的移相操作就能使故障点短路电流为0，并且其再次重启动仅需通过整流侧电压判据来实现(上一次去游离完成后50ms内判断直流电压低于0.1pu触发再一次重启动控制时序)。然而对于LCC-MMC混合拓扑结构的直流输电系统来说，整流侧的LCC为送端，逆变侧包括多个MMC受端，如图1所示，为一种特高压混合多端直流输电单极拓扑结构示意图，当系统发生接地故障时，不但整流侧LCC换流器会向故障点馈入短路电流，而且逆变侧的MMC换流器也会通过反并联的二极管向接地点注入大量短路电流，故障特征如图2所示。另外，由于基于IGBT拓扑结构换流器过流能力远远小于晶闸管拓扑结构换流器，如果故障点仍存在或是长时接地故障，再一次重启动时定电压侧MMC建立起很小的直流电压也将会产生剧烈的突变直流电流。

发明内容

本发明的目的是提供一种混合多端直流输电线路故障重启控制方法及装置，用以解决现有LCC-MMC特高压直流输电故障重启成功率较低的问题。

为了实现特高压直流输电系统故障安全重启，解决现有LCC-MMC特高压直流输电故障重启成功率较低的问题。本发明提供一种混合多端直流输电线路故障重启控制方法，包括以下步骤：

1)当直流输电线路故障重启动作时，将定直流电压受端换流器切换为定直流电流模式，并将该定直流电压受端换流器的电压参考值设置为零；

2)在第一设定时间后，将所述定直流电压受端换流器的电压参考值按设定电压斜率恢复，并检测反向电流变化率，判断在第一设定时间后的第一设定时间段内反向电流变化率是否大于设定变化率值；

3)若是，则控制各端换流器故障重启；若否，则定直流电压受端将其换流器的电压参考值恢复至额定电压。

有益效果是，通过增加线路故障重启动，即为定直流电压受端的反向电流变化率的大小判据，提高了直流输电系统可用率，尤其是提高了输电系统故障重启的成功率，减小了逆变侧受端换流器的过流风险，使得LCC-MMC特高压直流输电故障重启成功率较高。