CN107181276B - 混合直流输电系统换相失败恢复的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混合直流输电系统换相失败恢复的方法及装置。所述方法包括：若受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制，将送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，并将送端LCC换流站的直流电流指令值调小，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，并将受端VSC换流站的直流电流指令值调小；若交流系统短路故障清除，触发送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站开始功率恢复；当直流电压上升至设定电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制。本发明能够将混合多端直流系统换相失败对交流电网的冲击限制在一定水平内。
Description
技术领域
本发明涉及直流输电领域，特别是涉及混合直流输电系统换相失败恢复的方法、装置、存储介质及计算机设备。
背景技术
为合理控制工程的投资规模，融合传统直流输电技术和柔性直流输电技术的混合多端直流输电技术将是未来远距离、大容量电力输送的发展方向。传统直流输电技术采用晶闸管换相，其逆变站需要强交流系统支撑、运行中会消耗大量无功功率。当逆变站接入的交流系统发生短路故障时，由于换流母线电压下降，逆变站将发生换相失败。在交直流并联运行大电网中，换相失败导致直流功率转移至交流线路，还可能导致关键交流断面潮流越限，引起系统暂态失稳。
多个不同类型逆变站构成的多端直流系统，传统直流逆变站和柔性直流逆变站技术特性不同，二者在交流系统故障期间通过直流线路相互影响，其系统恢复特性和恢复过程目前尚未有研究报道，需加以解决。
发明内容
基于此，本发明实施例提供一种混合直流输电系统换相失败恢复的方法、装置及存储介质，能够实现混合直流输电系统的换相失败快速恢复，将混合多端直流系统换相失败对交流电网的冲击限制在安全水平之内。
一种混合直流输电系统换相失败恢复的方法，所述混合直流输电系统包括送端LCC换流站、受端LCC换流站和受端VSC换流站；
所述方法包括步骤：
确定受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站、送端LCC换流站、受端VSC换流站的控制模式分别切换为定关断角控制、定直流电流控制、定直流电流控制；并调小送端LCC换流站的直流电流指令值，调小受端VSC换流站的直流电流指令值，以使受端VSC换流站工作在逆变工况下；
若检测到受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除，触发送端LCC换流站、受端LCC换流站以及受端VSC换流站开始功率恢复；
在功率恢复过程中，当检测到受端LCC换流站的直流电压上升至第一电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；当检测到受端VSC换流站的直流电压上升至第二电压阈值时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制；
若检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至设定范围，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程。
一种混合直流输电系统换相失败恢复的装置，所述混合直流输电系统包括送端LCC换流站、受端LCC换流站和受端VSC换流站；
所述装置包括：
失败响应模块，用于确定受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站、送端LCC换流站、受端VSC换流站的控制模式分别切换为定关断角控制、定直流电流控制、定直流电流控制；并调小送端LCC换流站的直流电流指令值，调小受端VSC换流站的直流电流指令值，以使受端VSC换流站工作在逆变工况下；
功率恢复模块，用于若检测到受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除，触发送端LCC换流站、受端LCC换流站以及受端VSC换流站开始功率恢复；
恢复控制模块，用于当检测到受端LCC换流站的直流电压上升至第一电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；当检测到受端VSC换流站的直流电压上升至第二电压阈值时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制；
结束控制模块，用于若检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至设定范围，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述混合直流输电系统换相失败恢复的方法的步骤。
一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述混合直流输电系统换相失败恢复的方法的步骤。
上述技术方案，在混合直流输电系统的换相失败之后，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制，将送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，并将送端LCC换流站的直流电流指令值调小，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，并将受端VSC换流站的直流电流指令值调小；若交流系统短路故障清除，触发送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站开始功率恢复；当直流电压上升至设定电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制；由此能够实现混合直流输电系统的换相失败快速恢复，将混合多端直流系统换相失败对交流电网的冲击限制在安全水平之内。
附图说明
图1为一实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的方法的示意性流程图；
图2为一实施例的混合直流输电系统的结构示意图；
图3为一具体应用场景下的混合直流输电系统换相失败恢复的方法的仿真效果图；
图4为一实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的装置的示意性结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
直流输电工程是以直流电流的方式实现电能传输的工程。目前，电力系统中的发电和用电的绝大部分均为交流电，要采用直流输电必须进行换流。也就是说，在送端需要把交流电变换为直流电(称为整流)，经过直流输电线路将电能送到受端；而在受端须将直流电变换为交流电(称为逆变)，然后送到受端的交流系统中去，供用户使用。送端进行整流变换的地方叫整流站，而受端进行逆变变换的地方叫逆变站。整流站和逆变站可统称为换流站。实现整流和逆变变换的装置分别称为整流器和逆变器，统称为换流器。本发明实施例中的混合直流输电系统，指的是结合电网换相换流器LCC(Line Commuted Converter)与电压源型换流器VSC(Voltage Source Converter)的混合直流输电系统。
图1为一实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的方法的示意性流程图；该方法适用的混合直流输电系统包括：送端LCC换流站、受端LCC换流站和受端VSC换流站，即受端LCC和受端VSC设于不同的换流站中。其中，送端LCC换流站和受端LCC换流站均采用传统直流输电技术，受端VSC换流站采用柔性直流输电技术。
传统直流输电技术大多采用晶闸管换流。相对于传统直流输电技术，柔性直流输电技术属于新一代直流输电技术，其在结构上与高压直流输电类似，仍是由换流站和直流输电线路构成。与基于相控换相技术的电流源换流器型高压直流输电不同，柔性直流输电中的换流器为电压源换流器VSC，其最大的特点在于采用了可关断器件和高频调制技术；具体地说，就是要通过调节换流器出口电压的幅值和与系统电压之间的功角差，可以独立地控制输出的有功功率和无功功率。
如图1所示，本实施例中的混合直流输电系统换相失败恢复的方法包括步骤：
S11，确定受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制；将送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，调小送端LCC换流站的直流电流指令值；以及，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，调小受端VSC换流站的直流电流指令值，以使受端VSC换流站工作在逆变工况下。
受端LCC换流站接入的交流系统发生短路故障后，将导致受端LCC换流站的换流母线电压降低，引起该换流站发生换相失败，造成直流电压快速降低、直流电流急剧增大。
受端LCC换流站换相失败，送端LCC换流站的直流电压将由额定运行值迅速降低，直流电流也将迅速增大。触发送端LCC换流站的低压限流控制，将送端LCC换流站的电流指令值迅速调小，以帮助受端LCC换流站的换相失败恢复。
受端LCC换流站换相失败，受端VSC换流站的直流电压将由额定运行值迅速降低，直流电流也将迅速降低甚至反向注入受端LCC换流站。为了防止受端VSC换流站的功率模块电容器长时间放电，导致功率模块电压过低，影响自身的恢复过程，同时也为了受端LCC换流站能够换相失败恢复，快速检测受端VSC换流站的直流电压的扰动。比如当检测到受端VSC换流站的直流电压的变化幅度达到一定幅度时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，同时将受端VSC换流站的直流电流指令值调小。需要注意的是，受端VSC的电流指令值需保持受端VSC换流站工作在逆变工况下。
可选地，确定受端LCC换流站发生换相失败时，将送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，可同时触发所述送端LCC换流站的低压限流控制，通过低压限流控制将送端LCC换流站的直流电流指令值调小。确定受端LCC换流站发生换相失败时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，同时触发受端VSC换流站的低压限流控制，通过低压限流控制调小受端VSC换流站的直流电流指令值。
S12，若检测到受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除，同时触发所述送端LCC换流站、所述受端LCC换流站、所述受端VSC换流站开始功率恢复。
在功率恢复过程中，送端LCC换流站的控制模式采用定直流电流控制，受端LCC换流站的控制模式采用定关断角控制，受端VSC换流站的控制模式采用定直流电流控制，直流电压通过所述送端LCC换流站和所述受端LCC换流站负责建立。
S13，在功率恢复过程中，检测受端LCC换流站的直流电压是否上升至第一电压阈值，若是，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；检测受端VSC换流站的直流电压是否上升至第二电压阈值，若是，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制。
即在功率恢复过程中，待直流电压上升到一定程度后，将受端LCC换流站的控制模式由定关断角控制切换为定直流电流控制，将受端VSC换流站的控制模式由定直流电流控制切换为定直流电压控制。
S14，当检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至设定范围时，结束混合直流输电系统换流失败恢复过程。
通过上述实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的方法，能够满足同时含有传统直流传输技术和柔性直流传输技术的混合直流输电系统的换相失败快速恢复，将混合多端直流系统换相失败对交流电网的冲击限制在安全水平之内，并且能够适应有通讯和无通讯的工况。
在一可选实施例中，确定受端LCC换流站发生换相失败的步骤包括：检测受端LCC换流站的直流线路端口对地电压，若该电压的降低幅度达到设定值时，确定受端LCC换流站发生换相失败。可以理解的是，确定受端LCC换流站发生换相失败的步骤还可包括：检测受端LCC换流站直流线路的直流电流，若该直流电流的上升幅度达到一定值时，确定受端LCC换流站发生换相失败。
在一可选实施例中，在步骤S11中，当确定受端LCC换流站发生换相失败时，还需检测设定的时延时间是否达到，若达到，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制；以防止误操作。
在一可选实施例中，所述混合直流输电系统中，送端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，同时配备最小触发角控制、定直流电压控制和低压限流控制；受端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，同时配备定关断角控制；受端VSC换流站的正常控制模式为定直流电压控制，同时配备定直流电流控制和低压限流控制。
在一可选实施例中，所述第一电压阈值为换相失败前受端LCC换流站的直流电压的50％。
在一可选实施例中，所述第二电压阈值为换相失败前受端VSC换流站的直流电压的50％。
在一可选实施例中，当送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至换相失败前各自直流功率的90％时，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程。
在一可选实施例中，所述混合直流输电系统中，所述受端VSC换流站的换流阀为全桥型模块化多电平换流器或者混合型模块化多电平换流器。优选地，所述混合型模块化多电平换流器的一个桥臂由一部分半桥功率模块和一部分全桥功率模块混联而成，并且全桥功率模块的占比不低于80％。
下面提供一种混合直流输电系统换相失败恢复的方法的具体应用示例。在该应用中，所述混合直流输电系统为混合三端直流输电系统，参考图2所示，该混合三端直流输电系统由一个送端LCC换流站、一个受端LCC换流站和一个受端VSC换流站构成，两个受端不在同一个换流站内，送端LCC换流站和受端LCC换流站采用基于晶闸管换流阀的传统直流输电技术，受端VSC换流站采用柔性直流输电技术且换流阀采取全桥型模块化多电平换流器或者混合型模块化多电平换流器。混合型模块化多电平换流器的一个桥臂由一部分半桥功率模块和一部分全桥功率模块混联而成，并且全桥功率模块的占比不低于80％。
其中，设定混合直流输电系统的额定直流电压为±800kV，送端LCC换流站的输送容量(即直流功率)8000MW，受端LCC换流站的输送容量3000MW，受端VSC换流站的输送容量5000MW。送端LCC与受端LCC之间的直流输电线路全长1000km，两个受端之间的直流输电线路全长300km。
送端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制(指令值5000A)，所述送端LCC换流站还配备有最小触发角控制(5°)、定直流电压控制(1.05p.u.)和低压限流控制。
受端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制(指令值1875A)，所述受端LCC换流站还配备有定关断角控制(17.5°)。
受端VSC换流站的正常控制模式为定直流电压控制(指令值800kV)，所述受端VSC换流站还配备有定直流电流控制(3125A)和低压限流控制。
需要说明的是，送端LCC换流站和受端VSC换流站的低压限流控制的具体参数可结合具体交流系统的强度和系统恢复时间需求设计。
基于上述的混合直流输电系统，下面对上述实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的方法进行具体说明。
在故障发生前，上述混合三端直流输电系统处于额定运行工况下，直流运行电压为±800kV，送端LCC换流站工作于定直流电流控制模式，直流运行电流为5000A；受端LCC换流站工作于定直流电流控制模式，直流运行电流为1875A；受端VSC换流站工作于定直流电压控制模式，直流运行电流为3125A。
所述混合直流输电系统换相失败恢复的方法的实现过程包括：
1)受端LCC换流站接入的交流系统发生短路故障后，受端LCC换流站的换流母线电压降低，引起该换流站发生换相失败，造成直流电压快速降低、直流电流急剧增大。
若交流故障发生在受端LCC换流站的换流母线A相，为金属性接地故障，持续时间100ms。受端LCC换流站接入发生该短路故障后，受端LCC换流站的换流母线电压降低。以换流母线发生A相金属性单相短路，则故障相电压跌落为零。A相电压跌落为零引起该受端LCC换流站发生换相失败。换相失败后，受端LCC换流站的直流电压快速降低，受端LCC换流站的直流电流将急剧增大。
2)送端LCC换流站检测到受端LCC换流站的直流电压降低、直流电流迅速增大，触发本站低压限流控制动作，迅速将本站直流电流指令值调小
由于受端LCC换流站换相失败，送端LCC换流站相当于感知到直流线路故障，其直流电压将由额定运行值迅速降低为零，直流电流也将迅速增大至十几千安甚至更大，进而触发本站的低压限流控制，将本站电流指令值迅速调小，然后通过电流控制器将本站的触发角往大调节，以帮助受端LCC换流站的换相失败恢复。
3)受端VSC换流站检测到受端LCC换流站的直流电压降低，直流电流迅速降低，将本站的控制模式由正常运行中的定直流电压控制切换为定直流电流控制，同时触发使能本站的低压限流控制，将本站直流电流指令值调小，电流指令值需保持受端VSC换流站工作在逆变工况下。
由于受端LCC换流站换相失败，受端VSC换流站也相当于感知到直流线路故障，其直流电压将由额定运行值迅速降低，直流电流也将迅速降低甚至反向注入受端LCC换流站。为了防止受端VSC换流站的功率模块电容器通过受端LCC换流站的换相失败特性长时间放电，导致功率模块电压过低，影响自身的恢复过程，同时也为了受端LCC换流站能够换相失败恢复，受端VSC换流站需要快速检测本站直流电压的扰动。例如，当检测到本站直流电压由1p.u.快速降低为0.9p.u.，即将本站的控制模式由正常运行中的定直流电压控制切换为定直流电流控制，同时触发使能本站的低压限流控制，将本站直流电流指令值调小。需要注意的是，受端VSC的电流指令值需保持受端VSC换流站工作在逆变工况下。
4)为了使得受端LCC换流站尽快可以换相失败恢复，受端LCC换流站在换相失败后其控制模式将由定直流电流控制切换为定关断角控制。
受端LCC换流站在发生换相失败后，经过一定时间延时，将本站的控制模式由定直流电流控制(指令值1875A)切换为定关断角控制(指令值17.5°)。
5)待受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除后，送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站同时开始功率恢复，直流电压由送端LCC换流站和受端LCC换流站负责建立，送端LCC换流站采用定直流电流控制，受端LCC换流站采用定关断角控制，受端VSC换流站采用定直流电流控制。
6)功率恢复过程中，待直流电压上升到一定程度后，受端LCC换流站将本站控制模式由定关断角控制切换为定直流电流控制，受端VSC换流站将本站控制模式由定直流电流控制切换为定直流电压控制。
例如，当受端LCC换流站检测到本站的直流电压由0p.u.快速上升至0.5p.u.后，即将本站的控制模式由定关断角控制(指令值17.5°)切换为定直流电流控制(指令值1875A)。当受端VSC换流站检测到本站的直流电压由0p.u.快速上升至0.5p.u.后，即将本站的控制模式由定直流电流控制切换为定直流电压控制(指令值800kV)。
7)待送端LCC换流站的直流功率恢复至故障前的90％，即送端LCC换流站的直流电流上升至4500A，混合直流输电系统换流失败恢复过程结束。
图3所示为上述混合三端直流输电系统和换相失败恢复方法的电磁暂态仿真结果。图3中符号说明如下：Us_GX为受端LCC换流站的换流母线电压，U_YN_P、U_GX_P、U_GD_P分别为送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站的直流线路端口对地电压(即送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站的直流电压)；I_YN_P、I_GX_P、I_GD_P分别为送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站的直流极线电流(即送端LCC换流站、受端LCC换流站、受端VSC换流站的直流电流)。
参考图3所述，仿真中相关时刻说明如下：
在t＝100ms时，受端LCC换流站的换流母线发生A相金属性接地故障；
在t≈120ms，直流电压低于0.9p.u.，送端LCC换流站低压限流控制动作，受端LCC换流站的控制模式由定直流电流控制切换为定关断角控制，受端VSC换流站的控制模式由定直流电压控制切换为定直流电流控制；
在t＝200ms时，故障清除；
在t≈320ms，受端LCC换流站、受端VSC换流站的直流电压均上升为0.5p.u.，受端LCC换流站的控制模式由定关断角控制切换为定直流电流控制，受端VSC换流站的控制模式由定直流电流控制切换为定直流电压控制；
在t≈600ms，送端LCC换流站的直流电流恢复至4500A，恢复结束。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。
基于与上述实施例中的混合直流输电系统换相失败恢复的方法相同的思想，本发明还提供混合直流输电系统换相失败恢复的装置，该装置可用于执行上述混合直流输电系统换相失败恢复的方法。为了便于说明，混合直流输电系统换相失败恢复的装置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
图4为本发明一实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的装置的示意性结构图，所述混合直流输电系统包括送端LCC换流站、受端LCC换流站和受端VSC换流站；送端LCC换流站和受端LCC换流站均采用传统直流输电技术，受端VSC换流站采用柔性直流输电技术。如图4所示，本实施例的混合直流输电系统换相失败恢复的装置包括：失败响应模块310、功率恢复模块320、恢复控制模块330以及结束控制模块340，各模块详述如下：
所述失败响应模块310，用于确定受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制；将送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，同时将送端LCC换流站的直流电流指令值调小；将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制，同时将受端VSC换流站的直流电流指令值调小，以使受端VSC换流站工作在逆变工况下；
所述功率恢复模块320，用于若检测到所述受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除，同时触发所述送端LCC换流站、所述受端LCC换流站以及所述受端VSC换流站开始功率恢复；
所述恢复控制模块330，用于在功率恢复过程中，当检测到受端LCC换流站的直流电压上升至第一电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；当检测到受端VSC换流站的直流电压上升至第二电压阈值时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制；
在一可选实施例中，所述第一电压阈值为换相失败前受端LCC换流站的直流电压的50％。所述第二电压阈值为换相失败前受端VSC换流站的直流电压的50％。
所述结束控制模块340，用于当检测到所述送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至设定范围时，结束混合直流输电系统换流失败恢复过程。
在一可选实施例中，所述失败响应模块310包括：换相失败检测子模块，用于检测受端LCC换流站的直流线路端口对地电压，若该电压的降低幅度达到设定值，则确定为受端LCC换流站发生换相失败；或者，用于检测受端LCC换流站直流线路的直流电流，若该直流电流的上升幅度达到一定值时，确定受端LCC换流站发生换相失败。
在一可选实施例中，所述混合直流输电系统中，送端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，受端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，受端VSC换流站的正常控制模式为定直流电压控制。优选地，所述受端VSC换流站的换流阀为全桥型模块化多电平换流器或者混合型模块化多电平换流器。
在一可选实施例中，所述结束控制模块340，具体用于当所述送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至换相失败前各自直流功率的90％时，则结束混合直流输电系统换流失败恢复过程。
需要说明的是，上述示例的混合直流输电系统换相失败恢复的装置的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
此外，上述示例的混合直流输电系统换相失败恢复的装置的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将所述混合直流输电系统换相失败恢复的装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。其中各功能模既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。此外，所述存储介质还可设置与一种计算机设备中，所述计算机设备中还包括处理器，所述处理器执行所述存储介质中的程序时，能够实现上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。可以理解，其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种混合直流输电系统换相失败恢复的方法，其特征在于，所述混合直流输电系统包括送端LCC换流站、受端LCC换流站和受端VSC换流站；
所述方法包括步骤：
确定受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制、送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制、受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；并调小送端LCC换流站的直流电流指令值，调小受端VSC换流站的直流电流指令值，以使受端VSC换流站工作在逆变工况下；其中，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制，包括：检测设定的时延时间是否达到，若达到，将所述受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制；
若检测到受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除，触发送端LCC换流站、受端LCC换流站以及受端VSC换流站开始功率恢复；
在功率恢复过程中，当检测到受端LCC换流站的直流电压上升至第一电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；当检测到受端VSC换流站的直流电压上升至第二电压阈值时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制；
若检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至设定范围，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程。
2.根据权利要求1所述的混合直流输电系统换相失败恢复的方法，其特征在于，确定受端LCC换流站发生换相失败的步骤包括：
检测受端LCC换流站的直流线路端口对地电压，若该电压的降低幅度达到设定值，确定受端LCC换流站发生换相失败；
或者，检测受端LCC换流站直流线路的直流电流，若该直流电流的上升幅度达到一定值时，确定受端LCC换流站发生换相失败。
3.根据权利要求1所述的混合直流输电系统换相失败恢复的方法，其特征在于，当检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至换相失败前其直流功率的90％时，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程；
和/或，所述第一电压阈值为换相失败前受端LCC换流站的直流电压的50％；
所述第二电压阈值为换相失败前受端VSC换流站的直流电压的50％。
4.根据权利要求1至3任一所述的混合直流输电系统换相失败恢复的方法，其特征在于，所述混合直流输电系统中，送端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，受端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，受端VSC换流站的正常控制模式为定直流电压控制。
5.根据权利要求1至3任一所述的混合直流输电系统换相失败恢复的方法，其特征在于，
所述受端VSC换流站的换流阀为全桥型模块化多电平换流器或者混合型模块化多电平换流器。
6.一种混合直流输电系统换相失败恢复的装置，其特征在于，所述混合直流输电系统包括送端LCC换流站、受端LCC换流站和受端VSC换流站；
所述装置包括：
失败响应模块，用于确定受端LCC换流站发生换相失败，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制、送端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制、受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；并调小送端LCC换流站的直流电流指令值，调小受端VSC换流站的直流电流指令值，以使受端VSC换流站工作在逆变工况下；其中，将受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制，包括：检测设定的时延时间是否达到，若达到，将所述受端LCC换流站的控制模式切换为定关断角控制；
功率恢复模块，用于若检测到受端LCC换流站接入的交流系统短路故障清除，触发送端LCC换流站、受端LCC换流站以及受端VSC换流站开始功率恢复；
恢复控制模块，用于当检测到受端LCC换流站的直流电压上升至第一电压阈值时，将受端LCC换流站的控制模式切换为定直流电流控制；当检测到受端VSC换流站的直流电压上升至第二电压阈值时，将受端VSC换流站的控制模式切换为定直流电压控制；
结束控制模块，用于若检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至设定范围，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程。
7.根据权利要求6所述的混合直流输电系统换相失败恢复的装置，其特征在于，所述失败响应模块包括：
换相失败检测子模块，用于检测受端LCC换流站的直流线路端口对地电压，若该电压的降低幅度达到设定值，确定受端LCC换流站发生换相失败；或者，用于检测受端LCC换流站直流线路的直流电流，若该直流电流的上升幅度达到一定值时，确定受端LCC换流站发生换相失败。
8.根据权利要求6所述的混合直流输电系统换相失败恢复的装置，其特征在于，所述结束控制模块，用于当检测到送端LCC换流站、受端LCC换流站或者受端VSC换流站的直流功率恢复至换相失败前其直流功率的90％时，结束所述混合直流输电系统的换流失败恢复过程。
9.根据权利要求6所述的混合直流输电系统换相失败恢复的装置，其特征在于，
所述混合直流输电系统中，送端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，受端LCC换流站的正常控制模式为定直流电流控制，受端VSC换流站的正常控制模式为定直流电压控制。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103066614A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种多端柔性直流输电系统及其启动方法 |
| CN204761327U (zh) * | 2015-06-19 | 2015-11-11 | 华南理工大学 | 改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103066614A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-04-24 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种多端柔性直流输电系统及其启动方法 |
| CN204761327U (zh) * | 2015-06-19 | 2015-11-11 | 华南理工大学 | 改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路 |
| CN105633995A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-01 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 考虑直流控制策略对直流系统无功动态特性的影响分析方法 |
| CN105958523A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-09-21 | 许继电气股份有限公司 | 一种并联三端直流输电系统及其功率协调控制方法 |
| CN205693375U (zh) * | 2016-06-03 | 2016-11-16 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种熄弧角控制器 |
Non-Patent Citations (2)
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| LCC-HVDC直流控制模式对混合双馈入直流系统运行特性的影响;倪晓军 等;《电网与清洁能源》;20170131;第33卷(第1期);第0024-0030页 * |
| 逆变侧控制策略对换相失败影响的研究;赵书强 等;《电网技术》;20161231;第40卷(第12期);第3840-3848页 * |
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