[发明专利]一种不对称交流故障穿越的控制方法及系统

说明书

本申请提出一种不对称交流故障穿越的控制方法及系统，其中，所述方法包括：当风电经柔直送出系统发生不对称交流故障时，分别确定所述送端多电平换流器中的负序电流抑制为零时所述送端多电平换流器对应的正序电压限幅值，所述风机网侧换流器中的负序控制禁用时所述风机网侧换流器对应的正序电流限幅值；基于所述风机网侧换流器对应的正序电流值、正序电流限幅值及所述送端多电平换流器对应的正序电压值、正序电压限幅值对风电经柔直送出系统中风机网侧换流器和送端多电平换流器进行控制。本申请提出的技术方案，可以满足送端多电平换流器在呈现电流源及电压源特性时的不对称交流故障穿越，适用范围广。

技术领域

本申请涉及故障穿越领域，尤其涉及一种不对称交流故障穿越的控制方法及系统。

背景技术

目前，风电经柔性直流送出系统的并网技术成为重点关注方向之一。而不对称交流故障(单相接地、相间故障和两相接地)是电力系统中最常见的故障。在风电场网侧换流器(grid side converters，GSC)和送端多电平换流器(modular multilevel converter，MMC)之间的交流系统发生不对称交流故障时，受负序电流的影响，系统会产生较大的瞬态过电流和过电压。由于电力电子器件的低过流和低过压特性，系统很难实现故障穿越，从而影响系统安全可靠运行。因此，不对称故障下负序电流控制策略具有重大的意义。

GSC和MMC都属于电压源型换流器(voltage-source converter，VSC)，并且均采用双闭环控制结构。对于VSC直接接入同步电网时的不对称故障穿越研究已经相对成熟，其可以分为两类控制策略，第一类是抑制负序电流为0；第二类是抑制有功波动为0。采用第一类控制策略后，换流器桥臂电流仅包含正序分量和直流分量，降低了桥臂过电流的风险。而采用第二类控制策略后，虽然换流器可以输出稳定的有功功率，但是换流器桥臂电流中包含较大的负序分量，对子模块安全带来较大的威胁。

现有技术中已经存在一种实现海上风电经柔直送出系统不对称短路故障穿越的控制策略，在这种控制策略中，MMC被等效为电压源，风机GSC将其负序电流抑制为零，此时，系统中的负序电流全部流入MMC中。同时，为了防止MMC过电流，MMC调整其负序调制电压的幅值来使流入MMC正序和负序电流之和小于设定的安全值，从而实现故障穿越。这种控制方法有效解决了MMC呈现电压源特性时的过电压和过电流问题，从而实现故障穿越。但是，根据故障深度和故障位置的不同，MMC会呈现出电流源和电压源两种特性，而这种现有的控制策略不能满足MMC呈现电流源特性时的故障穿越要求，因此，亟需提出一种可以满足MMC会呈现出电流源和电压源两种特性时的故障穿越控制策略。

发明内容

本申请提供的一种不对称交流故障穿越的控制方法及系统，以至少解决现有技术中的故障穿越控制策略不能满足MMC呈现电流源特性时要求的技术问题。

本申请第一方面实施例提出一种不对称交流故障穿越的控制方法，所述方法包括：

当风电经柔直送出系统发生不对称交流故障时，获取风电经柔直送出系统中风机网侧换流器对应的正序电流值及送端多电平换流器对应的正序电压值；

分别确定所述送端多电平换流器中的负序电流抑制为零时所述送端多电平换流器对应的正序电压限幅值，所述风机网侧换流器中的负序控制禁用时所述风机网侧换流器对应的正序电流限幅值；

基于所述风机网侧换流器对应的正序电流值、正序电流限幅值及所述送端多电平换流器对应的正序电压值、正序电压限幅值对风电经柔直送出系统中风机网侧换流器和送端多电平换流器进行控制。

优选的，所述确定所述送端多电平换流器中的负序电流抑制为零时所述送端多电平换流器对应的正序电压限幅值，包括：

获取所述送端多电平换流器中的负序电流抑制为零时所述送端多电平换流器对应的负序调制电压和所述送端多电平换流器对应的电压总限幅值；