[发明专利]一种辅助故障方向判别的MMC-HVDC控制策略

说明书

模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC‑HVDC)工程接入交流电网后，可能导致输电线路上的负序方向继电器不能正确判定故障方向进而无法正确动作。为了解决此问题，本发明公开了一种辅助故障方向判别的MMC‑HVDC控制策略。该策略能够在基本不影响MMC安全运行的基础上，辅助负序方向继电器正确且灵敏地识别故障方向，保障继电器的正确动作，确保电网运行的安全性。

技术领域

本发明涉及一种辅助故障方向判别的MMC-HVDC控制策略，属于电气工程技术领域。

背景技术

基于模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converterbased HVDC，MMC-HVDC)在电网异步互联、海上风电并网、向城市、海岛或偏远地区供电等领域具有广阔的应用前景，近年来受到学术界和工程界的广泛关注。自2011年国家电网公司投运我国第一个MMC-HVDC工程以来，以MMC作为换流器的直流输电工程在我国得到了迅速发展。截至目前，我国已投运和在建的MMC-HVDC工程多达8项，额定容量和直流电压从最初的18MW、±30kV提升到5000MW、±800kV。

交流电网在发生不对称故障后，MMC-HVDC换流站一般采用抑制负序电流的控制目标，即换流站输出电流不含负序分量，使得与MMC-HVDC换流站相连的输电线路上的负序方向继电器无法正确判断故障方向。而故障方向的错误判别将导致方向比较式纵联保护不正确动作，威胁电网运行的安全性，严重时可能导致大停电事故。随着电网中投运的MMC-HVDC工程逐渐增多，提出一种能辅助负序方向继电器正确判别故障方向的MMC-HVDC新型控制策略，对于保障电网的安全运行具有重要意义。

发明内容

针对与MMC-HVDC换流站直接相连的输电线路上的负序方向继电器无法正确判定故障方向的问题，本发明提供了一种辅助故障方向判别的MMC-HVDC控制策略。该控制策略使MMC-HVDC在故障期间向电网注入小幅值和指定相角的负序电流，在不影响MMC-HVDC换流站安全运行的前提下能辅助负序方向继电器灵敏地区分正方向故障和反方向故障。

一种辅助故障方向判别的MMC-HVDC控制策略，包括以下四部分：

第一部分：坐标变换和正负序分离环节。

具体包括以下步骤：

步骤(1)：对MMC-HVDC换流站三相交流电压和电流进行采样，得到三相电压u_a、u_b、u_c和三相电流i_a、i_b、i_c；

步骤(2)：三相交流电压和电流做3s/2s变换，得到电压和电流的αβ分量：u_α、u_β和i_α、i_β；

步骤(3)：对3s/2s变换得到的电压αβ分量u_α、u_β进行正负序分离，得到u_α1、u_β1、u_α2、u_β2；对3s/2s变换得到的电流αβ分量i_α、i_β进行正负序分离，得到i_α1、i_β1、i_α2、i_β2；下标“1”、“2”分别表示正序分量和负序分量，下同；