CN105186461B - 双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法 - Google Patents

双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105186461B
CN105186461B CN201510733440.2A CN201510733440A CN105186461B CN 105186461 B CN105186461 B CN 105186461B CN 201510733440 A CN201510733440 A CN 201510733440A CN 105186461 B CN105186461 B CN 105186461B
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
differential protection
converter
valve
bridge arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510733440.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105186461A (zh
Inventor
王柯
田杰
卢宇
张建锋
李海英
李钢
董云龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN201510733440.2A priority Critical patent/CN105186461B/zh
Publication of CN105186461A publication Critical patent/CN105186461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105186461B publication Critical patent/CN105186461B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明提供双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，正极阀组和负极阀组分别与正极换流变和负极换流变相连；正极阀组和负极阀组共用同一个接地极；其特征在于：检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，检测直流侧的电流IDP和IDNC；在配置直流欠压过流保护基础上至少还配置了换流阀差动保护和换流器差动保护，当换流阀差动保护或换流器差动保护动作时，保护方法包括但不限于：闭锁换流阀，用于主动触发子模块晶闸管导通；跳交流进线开关，用于实现对子模块的快速保护；本发明避免了当发生阀侧交流故障时，子模块因过流而损坏的情况，保障了模块化多电平换流器的安全。

Description

双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法
技术领域
本发明属于电力系统柔性直流输电技术领域，具体涉及双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法。
背景技术
柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的输出，提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。随着电力电子器件和控制技术的进步，柔性直流输电系统容量和电压等级越来越高。
为了实现大容量功率输送的要求，需要增加子模块数量以提高其电压等级，但过多子模块级联增加阀控设备控制难度，因此采用双极结构形式，在减少单个换流单元子模块级联数目的同时达到同样传输功率的目的，成为一种可行选择。
双极柔性直流输电系统结构直流侧接地，当换流器阀区发生接地故障时，与直流侧接地系统形成回路，流过极大的电流，容易损坏换流阀。为了保护换流阀，必须配置相应的保护，作出正确的保护动作，避免换流阀发生损坏。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足,提供双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法。本双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法配置于换流阀区的换流阀差动保护、换流器差动保护，增加在保护动作时触发晶闸管导通的动作策略，保证在发生阀区交流故障时模块化多电平换流器的子模块的安全，防止子模块因过流而损坏。
为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，所述的双极拓扑模块化多电平换流器包括正极阀组和负极阀组，正极阀组和负极阀组分别与正极换流变和负极换流变相连；正极阀组和负极阀组共用同一个接地极；其特征在于：检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，检测直流侧的电流IDP和IDNC；在配置直流欠压过流保护基础上至少还配置了换流阀差动保护和换流器差动保护，当换流阀差动保护或换流器差动保护动作时，保护方法包括但不限于：闭锁换流阀，用于主动触发子模块晶闸管导通；跳交流进线开关，用于实现对子模块的快速保护；(IBPA、IBPB和IBPC分别是上桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；IBNA、IBNB和IBNC分别是下桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；，以及IDP为正极直流电流，IDNC为接地极直流电流IDNC。
进一步的，所配置的换流阀差动保护是指：当检测到|IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或|IBNA+IBNB+IBNC+IDNC|>Iset，即上桥臂三相电流IBPA、IBPB、IBPC与正极直流电流IDP的和的绝对值大于设定动作定值Iset或下桥臂三相电流IBNA、IBNB、IBNC与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset时，换流阀差动保护动作，保护方法为闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。
进一步的，所配置的换流器差动保护是指：当检测到|IDP+IDNC|>Iset1，即正极直流电流IDP与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset1时，换流器差动保护动作，保护方法为闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。
采用上述方案后，本发明的有益效果为：本发明提供的双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，增加了换流阀差动保护和换流器差动保护的触发晶闸管导通的保护方法，保证在出现阀侧交流故障时模块化多电平换流器的子模块安全性，避免子模块因过流而损坏。
附图说明
图1双极柔性直流输电系统拓扑；
图2双极拓扑中单极的桥臂电流、直流侧电流图；
图3子模块结构图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，所述的双极拓扑模块化多电平换流器包括正极阀组和负极阀组，正极阀组和负极阀组分别与正极换流变和负极换流变相连；正极阀组和负极阀组共用同一个接地极；检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，检测直流侧的电流IDP和IDNC；在配置直流欠压过流保护基础上至少还配置了换流阀差动保护和换流器差动保护，当换流阀差动保护或换流器差动保护动作时，保护方法包括但不限于：闭锁换流阀，用于主动触发子模块晶闸管导通；跳交流进线开关，用于实现对子模块的快速保护；(IBPA、IBPB和IBPC分别是上桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；IBNA、IBNB和IBNC分别是下桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；，以及IDP为正极直流电流，IDNC为接地极直流电流IDNC。
所配置的换流阀差动保护，当检测到|IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或|IBNA+IBNB+IBNC+IDNC|>Iset，即上桥臂三相电流IBPA、IBPB、IBPC与正极直流电流IDP的和的绝对值大于设定动作定值Iset或下桥臂三相电流IBNA、IBNB、IBNC与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset时，换流阀差动保护动作，保护方法为闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。所配置的换流器差动保护，当检测到|IDP+IDNC|>Iset1，即正极直流电流IDP与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset1时，换流器差动保护动作，保护方法为闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。
本发明提供的双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，配置的换流阀差动保护和换流器差动保护，增加了两种保护动作后的触发晶闸管导通的动作策略。保证在出现阀侧交流故障时模块化多电平换流器的子模块安全，避免子模块因过流而损坏。
图1是双极柔性直流输电系统拓扑，图2显示了双极拓扑中单极的桥臂电流、直流侧电流；按照本发明中所述方法，对图1所示的双极拓扑的模块化多电平换流器的保护配置及动作策略进行说明：
(1)检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB、IBNC；
(2)检测直流侧的电流IDP和IDNC；
(3)当|IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或|IBNA+IBNB+IBNC+IDP|>Iset，即上桥臂三相电流IBPA、IBPB、IBPC与正极直流电流IDP的和的绝对值大于设定动作定值Iset或下桥臂三相电流IBNA、IBNB、IBNC与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset时，换流阀差动保护动作，闭锁、触发晶闸管导通、跳交流进线开关；
(4)当|IDP+IDNC|>Iset1，即正极直流电流IDP与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset1时，换流器差动保护动作，闭锁、触发晶闸管导通、跳交流进线开关。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (2)

1.双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，所述的双极拓扑模块化多电平换流器包括正极阀组和负极阀组，正极阀组和负极阀组分别与正极换流变和负极换流变相连；正极阀组和负极阀组共用同一个接地极；其特征在于：检测每个桥臂的桥臂电流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，检测直流侧的电流IDP和IDNC；在配置直流欠压过流保护基础上至少还配置了换流阀差动保护和换流器差动保护，当换流阀差动保护或换流器差动保护动作时，保护方法包括但不限于：闭锁换流阀，用于主动触发子模块晶闸管导通；跳交流进线开关，用于实现对子模块的快速保护；IBPA、IBPB和IBPC分别是上桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；IBNA、IBNB和IBNC分别是下桥臂三相电流中的A相电流、B相电流和C相电流；以及IDP为正极直流电流，IDNC为接地极直流电流IDNC；
所配置的换流阀差动保护是指：当检测到|IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或|IBNA+IBNB+IBNC+IDNC|>Iset，即上桥臂三相电流IBPA、IBPB、IBPC与正极直流电流IDP的和的绝对值大于设定动作定值Iset或下桥臂三相电流IBNA、IBNB、IBNC与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset时，换流阀差动保护动作，闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。
2.如权利要求1所述的双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法，其特征在于：所配置的换流器差动保护是指：当检测到|IDP+IDNC|>Iset1，即正极直流电流IDP与接地极直流电流IDNC的和的绝对值大于设定动作定值Iset1时，换流器差动保护动作，闭锁换流阀、触发子模块晶闸管导通、跳交流进线开关。
CN201510733440.2A 2015-10-31 2015-10-31 双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法 Active CN105186461B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510733440.2A CN105186461B (zh) 2015-10-31 2015-10-31 双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510733440.2A CN105186461B (zh) 2015-10-31 2015-10-31 双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105186461A CN105186461A (zh) 2015-12-23
CN105186461B true CN105186461B (zh) 2018-05-22

Family

ID=54908383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510733440.2A Active CN105186461B (zh) 2015-10-31 2015-10-31 双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105186461B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106602520B (zh) * 2016-12-02 2018-11-23 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 一种接地极母线差动保护的自适应校正方法
CN109672150A (zh) * 2017-10-13 2019-04-23 贵州电网有限责任公司电力调度控制中心 适用于双极系统换流阀侧交流区故障的清除方法及装置
CN110535098B (zh) * 2019-09-10 2021-07-27 国网浙江省电力有限公司 一种柔性直流输电系统直流故障的保护方法
CN111740386A (zh) * 2020-06-19 2020-10-02 许继集团有限公司 一种柔性直流输电换流阀过电压抑制方法和装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870293A (en) * 1997-03-24 1999-02-09 Asea Brown Boveri Ab System for signalling power unbalance between electric power stations
CN102130441A (zh) * 2011-03-16 2011-07-20 中国电力科学研究院 模块化多电平换流器的柔性直流输电系统的保护配置方法
CN102130452A (zh) * 2011-03-16 2011-07-20 中国电力科学研究院 控制系统、阀基控制设备和子模块一体化方法
CN102170123A (zh) * 2011-03-16 2011-08-31 中国电力科学研究院 模块化多电平柔性直流输电系统的阀基控制设备时序方法
CN103117666A (zh) * 2013-02-26 2013-05-22 南京南瑞继保电气有限公司 基于模块化多电平换流器的柔性直流输电双极拓扑结构
CN104820159A (zh) * 2015-04-30 2015-08-05 国家电网公司 一种柔性直流输电系统直流双极短路故障辨识方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5870293A (en) * 1997-03-24 1999-02-09 Asea Brown Boveri Ab System for signalling power unbalance between electric power stations
CN102130441A (zh) * 2011-03-16 2011-07-20 中国电力科学研究院 模块化多电平换流器的柔性直流输电系统的保护配置方法
CN102130452A (zh) * 2011-03-16 2011-07-20 中国电力科学研究院 控制系统、阀基控制设备和子模块一体化方法
CN102170123A (zh) * 2011-03-16 2011-08-31 中国电力科学研究院 模块化多电平柔性直流输电系统的阀基控制设备时序方法
CN103117666A (zh) * 2013-02-26 2013-05-22 南京南瑞继保电气有限公司 基于模块化多电平换流器的柔性直流输电双极拓扑结构
CN104820159A (zh) * 2015-04-30 2015-08-05 国家电网公司 一种柔性直流输电系统直流双极短路故障辨识方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105186461A (zh) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2856832T3 (es) Disposición de convertidor y procedimiento para su protección contra cortocircuitos
US10476402B2 (en) Power converter
CN105186461B (zh) 双极拓扑模块化多电平换流器的保护方法
CN104160572B (zh) 控制电路
US8847430B2 (en) Power flow control in a meshed HVDC power transmission network
US10637371B2 (en) Interface arrangement between an alternating current power system and a direct current power system with control of converter valve for fault protection
US10396678B2 (en) Power converter
US8014178B2 (en) Converter station
WO2016107616A1 (zh) 一种防止电压源型换流器电容过电压的装置
US9590489B2 (en) Converter
CN105391289B (zh) 对于功率转换器的增强操作和保护的系统和方法
EP2421141B1 (en) Line and neutral point clamped inverter
CN107706894B (zh) 一种真双极柔性直流输电工程的单极故障隔离系统
CN108432107A (zh) 具有斩波电路的多电平变流器
CN107112745A (zh) 直流电力网络
CN110535098A (zh) 一种柔性直流输电系统直流故障的保护方法
WO2015032421A1 (en) Hvdc series current source converter
EP1974431B1 (en) A converter station
CN111884244A (zh) 一种判断换流变阀侧交流故障相别的方法和系统
CN109560532A (zh) 一种柔性直流多电平换流器桥臂过流保护方法
US10075091B2 (en) Power converter
CN106797124B (zh) Ac故障处理布置
CN207410020U (zh) 一种真双极柔性直流输电工程的单极故障隔离系统
CN104426158B (zh) 直流输电分层接入系统及方法
CN105896477A (zh) 一种模块化多电平换流器的接地保护方法及模块化多电平换流器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant