[发明专利]一种受端混联型直流输电系统故障穿越方法及装置

说明书

本发明公开一种受端混联型直流输电系统故障穿越方法及装置，所述受端混联型直流输电系统为整流侧采用两个晶闸管换流器串联，逆变侧为至少2个模块化多电平换流器并联后与一个晶闸管换流器串联的直流输电系统，所述方法包括如下步骤：提取受端混联型直流输电系统中模块化多电平换流器子模块电容电压中的谐波分量；根据所述谐波分量判断模块化多电平换流器是否发生短路故障，若发生短路故障，则闭锁并隔离此模块化多电平换流器，同时通过站间通信通知整流侧回降受端混联型直流输电系统输送的功率。本发明能够有效解决模块化多电平换流器短路故障的识别问题，有效的保护模块化多电平换流器设备安全，同时避免直流故障扩大导致输送功率的中断。

技术领域

本发明属于直流输电领域，特别涉及一种受端混联型直流输电系统故障穿越方法及装置。

背景技术

近年来，综合LCC-HVDC成本低、损耗小、运行技术成熟和VSC-HVDC能够实现有功功率及无功功率解耦控制、可以向无源网络供电、结构紧凑占地面积小、不存在逆变侧换相失败问题的混合直流输电技术获得了快速发展，具有良好的工程应用前景，通过在整流侧采用LCC-HVDC，逆变侧采用VSC-HVDC，可以减轻或避免逆变侧的换相失败问题，同时在一定程度上保证工程造价上的优势。

为了满足远距离大容量输电的要求，目前国内正在实施的混合直流输电工程采用整流侧为两个晶闸管换流器串联，逆变侧为多个模块化多电平换流器并联后与一个晶闸管换流器串联的拓扑结构。

目前，模块化多电平换流器的桥臂电抗器一般位于交流连接点与桥臂换流阀之间，如图1所示，然而这种布置方式在两相桥臂电抗器的穿墙套管同时发生击穿故障时(如图1中故障F31BC)，此两相的桥臂换流阀将形成未经桥臂电抗器的直接短路故障，形成非常大的故障电流，严重损坏换流阀。虽然这种故障发生的概率非常小，但一旦发生将直接导致换流阀损坏。这种布置结构不能避免此种故障，为了解决这个问题，考虑将桥臂电抗器的布置位置由原来的位于交流连接点与桥臂换流阀之间调整至位于直流正极公共点或负极公共点与桥臂换流阀之间，如图2所示。这样当两相桥臂电抗器的穿墙套管同时发生击穿故障时(如图2中故障F33BC)，只是两相桥臂电抗器发生了短路故障，对换流阀的影响将大大降低，虽然这种故障对系统的正常运行影响较小，但是如果长期得不到发现并解决，最终也会对换流阀及桥臂电抗器等设备带来危害。

基于以上现有技术，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种受端混联型直流输电系统故障穿越方法及装置，能够有效解决模块化多电平换流器短路故障的识别问题，有效的保护模块化多电平换流器设备安全，同时避免直流故障扩大导致输送功率的中断。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种受端混联型直流输电系统故障穿越方法，所述受端混联型直流输电系统为整流侧采用两个晶闸管换流器串联，逆变侧为2个或2个以上模块化多电平换流器并联后与一个晶闸管换流器串联的直流输电系统，所述方法包括如下步骤：

步骤1，提取受端混联型直流输电系统中模块化多电平换流器子模块电容电压中的谐波分量；

步骤2，根据所述谐波分量判断模块化多电平换流器是否发生短路故障，若发生短路故障，则闭锁此模块化多电平换流器并隔离此模块化多电平换流器，同时通过站间通信通知整流侧回降受端混联型直流输电系统输送的功率；若未发生短路故障则返回步骤1。

上述步骤1中，提取的谐波分量包括基波分量、二次谐波分量、三次谐波分量和四次谐波分量。

上述步骤2中，判断模块化多电平换流器是否发生短路故障的方法是，若该模块化多电平换流器子模块电容电压中的谐波分量大于第一谐波电压定值，且持续时间超过第一检测时间定值，则判断发生短路故障。

上述模块化多电平换流器子模块电容电压中的谐波分量中的基波分量、二次谐波分量、三次谐波分量、四次谐波分量均大于第一谐波电压定值。