[发明专利]混合三端高压直流输电系统及其直流故障快速限流方法

权利要求书

1.一种LCC-MMC混合三端高压直流输电系统，其特征在于，包括送端换流站和受端换流站；

送端换流站采用LCC换流站；

受端换流站采用两个MMC换流站，记为MMC1和MMC2；MMC1和MMC2采用混合型MMC；

所述系统中送端换流站LCC稳态下采用定直流电流控制实现对系统输出功率的控制；受端换流站MMC1采用定功率控制；受端换流站MMC2采用定直流电压控制维持系统直流电压；

LCC设置有一个电压前馈控制器；MMC1和MMC2分别设置有一个电压比较前馈控制器；

LCC电流控制外环采用定直流电流控制与低压限幅控制结合配置；LCC电流控制内环增设直流电压前馈附加控制，通过LCC输出直流电压标幺值与指令值进行比较，并将比较后的输出经前馈系数K_L校正超前触发角β；

当系统处于稳态运行时，电压前馈控制器的输出信号为0；直流故障发生时，电压前馈控制器动作，使LCC触发角α升高至150°，LCC进入逆变状态，吸收直流系统送端能量，抑制送端故障电流并实现LCC的自主熄弧；

对于MMC1和MMC2，均满足：

MMC直流控制内环输出部分采用直流电压比较前馈附加控制，通过MMC输出直流电压标幺值与指令值进行比较，并将比较后的输出经前馈系数K_M对MMC的直流调制比M_dc进行校正；

当系统处于稳态运行时，电压比较前馈控制器的输出信号为0；直流故障发生时，MMC出口直流电压下降且小于电压指令值，电压比较前馈控制器外环输出负信号作用于M_dc，使M_dc加速下降，在故障瞬态限制故障电流峰值，保护开关器件。

2.根据权利要求1所述的LCC-MMC混合三端高压直流输电系统，其特征在于，电压前馈控制器、电压比较前馈控制器应用于采用架空直流输电线路作为输电媒介的柔性直流输电系统和/或采用直流电缆或直流电缆与直流架空线混合的柔性直流输电系统。

3.根据权利要求1所述的LCC-MMC混合三端高压直流输电系统，其特征在于，MMC1和MMC2分别设置有若干个半桥子模块和若干个全桥子模块。

4.根据权利要求1-3任一项所述的LCC-MMC混合三端高压直流输电系统，其特征在于，MMC1和MMC2分别设置有一个交流电流控制器。

5.根据权利要求4所述的LCC-MMC混合三端高压直流输电系统，其特征在于，所述交流电流控制器为基于旋转坐标下的解耦控制器，包含有功电流控制和无功电流控制两个控制通道。

6.一种权利要求1-5任一项所述的LCC-MMC混合三端高压直流输电系统的直流故障快速限流方法，其特征在于，包括LCC步骤：

LCC电流控制外环采用定直流电流控制与低压限幅控制结合配置；LCC电流控制内环增设直流电压前馈附加控制，通过LCC输出直流电压标幺值与指令值进行比较，并将比较后的输出经前馈系数K_L校正超前触发角β；

当系统处于稳态运行时，电压前馈控制器的输出信号为0；直流故障发生时，电压前馈控制器动作，使LCC触发角α升高至150°，LCC进入逆变状态，吸收直流系统送端能量，抑制送端故障电流并实现LCC的自主熄弧；

还包括MMC步骤：

对于MMC1和MMC2，均满足：

MMC直流控制内环输出部分采用直流电压比较前馈附加控制，通过MMC输出直流电压标幺值与指令值进行比较，并将比较后的输出经前馈系数K_M对MMC的直流调制比M_dc进行校正；

当系统处于稳态运行时，电压比较前馈控制器的输出信号为0；直流故障发生时，MMC出口直流电压下降且小于电压指令值，电压比较前馈控制器外环输出负信号作用于M_dc，使M_dc加速下降，在故障瞬态限制故障电流峰值，保护开关器件。