[发明专利]一种柔性直流输电系统交流故障限流方法

说明书

本发明涉及一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，实时检测柔性直流输电系统的交流系统电压幅值，当交流系统电压幅值大于等于预设的正常电压阈值UN时，令柔性直流输电系统运行在功率控制模式；当交流系统电压幅值小于预设的正常电压阈值UN并大于等于预设的最低电压阈值U1时，令柔性直流输电系统运行在限流控制模式；当交流系统电压幅值小于预设的最低电压阈值U1时，令柔性直流输电系统闭锁换流阀，保证柔性直流输电系统不传输功率。本发明无需等到电流超过限流值，即可对柔性直流系统输出的电流进行控制，减小故障期间断路电流，进而减少故障恢复后的过流现象。

技术领域

本发明涉及电力系统柔性直流输电技术领域，特别是一种柔性直流输电系统交流故障限流方法。

背景技术

柔性直流输电系统具有控制灵活、动态响应迅速、谐波含量低等特点，可以快速的、独立的调节有功功率和无功功率，有助于提高电力系统的性能。

当与柔性直流系统相连的交流电网发生短路故障，例如单相接地、两相短路、两相短路接地、三相断路，交流电压会发生突降，导致柔性交流系统输出很大的故障电流，之后柔性直流输电系统开始交流故障穿越，达到故障下的稳定状态。如果故障属于瞬时性故障，故障恢复时，系统电压突变，也将导致柔性直流输电系统输出很大的电流。从而可能引起系统的过流保护跳闸，影响系统的稳定运行。

现有的文章和专利，大多是针对基于晶闸管的高压直流输电系统，其系统特性和控制方式都与柔性直流输电系统有很大区别，还有一些专利通过设置限值的方法控制故障电流，这种方法在故障电流未到限值时，控制系统不能对故障电流起到抑制作用，有必设计一种能够适用于柔性直流系统的，更有效的交流故障的限流方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，当检测到由故障导致的交流电压跌落后，无需等到电流超过限流值，即可对柔性直流系统输出的电流进行控制，减小故障期间断路电流，进而减少故障恢复后的过流现象。

本发明采用以下方案实现：一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，实时检测柔性直流输电系统的交流系统电压幅值，当交流系统电压幅值大于等于预设的正常电压阈值UN时，令柔性直流输电系统运行在功率控制模式；当交流系统电压幅值小于预设的正常电压阈值UN并大于等于预设的最低电压阈值U1时，令柔性直流输电系统运行在限流控制模式；当交流系统电压幅值小于预设的最低电压阈值U1时，令柔性直流输电系统闭锁换流阀，保证柔性直流输电系统不传输功率。

进一步地，当交流系统电压幅值小于预设的正常电压阈值UN并大于预设的最低电压阈值U1时，根据交流系统典型故障时电压的跌落值将U1-UN分成一个上的交流电压区间，在一个交流电压区间设置一个限流控制的电流参考值，或者在一个交流电压区间内逐渐降低限流控制的电流参考值。

进一步地，电压跌落时，限流控制的电流参考值随交流系统电压的降低依次降低。

进一步地，所述电压分段具体为将U1-UN分为三个交流电压区间，由低至高依次为U1-U2、U2-U3、U3-UN。

进一步地，当交流系统电压幅值从低于预设的最低电压U1恢复到U1以上后，经过预设的延时重新解锁换流阀并进入限流控制模式，并且将限流控制的电流参考值设定为零；在电压恢复的过程中，交流系统电压幅值介于U1与UN之间，限流控制给定的电流参考值逐渐升高；当交流系统电压幅值恢复到UN以上后，切换到控制模式，柔性直流输电系统恢复到电压跌落前的功率值。

进一步地，所述交流系统电压幅值为网侧电压或者阀侧电压。

进一步地，所述预设的正常电压阈值UN的取值为0.7-1.0pu，所述预设的最低电压阈值U1的取值为0-0.1pu，其中pu为正常额定正序电压。

进一步地，U2的取值为0.1-0.5pu，U3的取值为0.5-0.7pu，其中pu为正常额定正序电压。