[发明专利]一种降低柔性直流换流站短路电流的控制系统及方法

说明书

本申请实施例提供了一种降低柔性直流换流站短路电流的控制系统与方法，系统包括主控换流站控制单元、协控换流站控制单元和协控中心。主控换流站控制单元和协控换流站控制单元均包括附加控制器和限幅器，附加控制器分别与限幅器和协控中心连接；附加控制器包括滞回控制电路，滞回控制电路用于在主控换流站或协控换流站的换流变压器网侧电压信号低于预设电压低值时，调整限幅器的限幅设定值等于预设电流低值，在换流变压器网侧电压信号高于预设电压高值时，调整限幅器的限幅设定值等于预设电流高值。本申请实施例提供的降低柔性直流换流站短路电流的控制系统与方法，能够有效降低短路电流，保障柔性直流输电系统安全稳定运行。

技术领域

本申请涉及电力系统柔性输配电技术领域，尤其涉及一种降低柔性直流换流站短路电流的控制系统及方法。

背景技术

柔性直流输电技术相比于常规直流输电技术具有占地面积小，控制更加灵活，可以实现有功和无功的独立调节，没有换相失败问题等优势。随着柔直技术相关理论研究及设备制造水平的发展，柔性直流输电系统输送容量不断增大，在我国电网中的应用也逐渐增多。

柔性直流输电系统的接入给现有交流电网短路电流控制带来了新的挑战。当柔直换流站近区交流系统发生短路故障时，如果柔直系统中其余换流站具有足够的有功功率调节能力，通过适当的控制措施，柔直换流站可以实现故障穿越，在短路故障期间不闭锁，从而避免故障清除后重启动的麻烦，减少系统的恢复时间。但与此同时，当采取不闭锁及其他限制短路电流的措施时，柔直换流站会向交流系统提供一定的短路电流。参见图1，为现有一种柔性直流输电系统中，受端短路故障下受端换流站的输出电流，如图1所示，短路故障期间，受端换流站的输出电流大幅增加，在故障期间，电流幅值接近4kA。

短路电流的大小受换流站额定容量、换流站控制方式、故障位置等因素影响。对于短路容量较大的交流系统，柔直换流站提供的短路电流可能使交流系统在某些短路故障下，短路电流水平接近或超过断路器的遮断极限，从而导致短路故障难以清除，给系统安全稳定运行带来严重威胁。

发明内容

本申请提供了一种降低柔性直流换流站短路电流的控制系统及方法，以解决短路电流的问题。

第一方面，本申请提供了一种降低柔性直流换流站短路电流的控制系统，该系统包括：主控换流站控制单元、协控换流站控制单元和协控中心，其中，

所述主控换流站控制单元和协控换流站控制单元均包括附加控制器和限幅器，所述附加控制器分别与所述限幅器和协控中心连接；

所述附加控制器包括滞回控制电路，所述滞回控制电路用于在主控换流站或协控换流站的换流变压器网侧电压信号低于预设电压低值时，调整所述限幅器的限幅设定值等于预设电流低值，在所述换流变压器网侧电压信号高于预设电压高值时，调整所述限幅器的限幅设定值等于预设电流高值。

可选地，所述主控换流站控制单元和协控换流站控制单元还包括外环控制器、内环控制器、坐标变换环节、锁相环和调制环节，所述坐标变换环节分别与所述调制环节、锁相环、内环控制器和附加控制器连接，所述协控中心、外环控制器、限幅器和内环控制器依次连接。

第二方面，本申请还提供了一种降低柔性直流换流站短路电流的控制方法，该方法包括：

监测第一换流站的换流变压器网侧电压信号；

判断所述换流变压器网侧电压信号是否低于预设电压低值；

如果低于，调整第一换流站控制单元的限幅器限幅设定值等于预设电流低值；

发送所述第一换流站的第一状态信息到协控中心；

所述协控中心根据所述第一状态信息调整第二换流站的控制方式为定直流电压控制，所述第二换流站为所述柔性直输电系统中，除所述第一换流站之外、直流电压控制优先级最高的换流站；

判断所述换流变压器网侧电压信号是否高于预设电压高值；