CN111276997A - 一种柔性直流输电系统交流故障限流方法 - Google Patents
一种柔性直流输电系统交流故障限流方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111276997A CN111276997A CN202010283403.7A CN202010283403A CN111276997A CN 111276997 A CN111276997 A CN 111276997A CN 202010283403 A CN202010283403 A CN 202010283403A CN 111276997 A CN111276997 A CN 111276997A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- current
- transmission system
- flexible direct
- direct current
- 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.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 claims description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
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。
Description
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。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明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，并能够减少故障恢复后的过流现象。
附图说明
图1为本发明实施例的柔性直流输电系统示意图。
图2为本发明实施例的故障限流示意图。
图3为本发明实施例的故障时采用本实施例方法的三相电压电流示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本实施例提供了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。
本实施例根据不同的电压跌落值，快速切换到不同的控制模式，并设置不同的控制指令，当交流系统电压介于正常范围内时，柔性直流输电系统保持为功率控制模式（有功功率和无功功率控制模式），系统电压低于正常运行范围后，柔性直流输电系统快速切换到限流控制模式。
在本实施例中，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（包括单相接地、两相短路、两相短路接地、三相接地）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。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。
在本实施例中，所述电压分段具体为将U1-UN分为三个交流电压，由低至高依次为U1-U2、U2-U3、U3-UN。
在本实施例中，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。
在本实施例中，所述交流系统电压幅值为网侧电压或者阀侧电压。其中，联网模式下，交流系统电压由柔性直流输电系统所连的交流系统提供；孤岛运行模式下，交流系统电压由柔性直流输电系统提供。所述网侧电压为交流侧和变压器之间的电压，所述阀侧电压为变压器和换流阀之间的电压。
在本实施例中，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。
在本实施例中，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。
具体的，图1为本实施例的柔性直流输电系统示意图。
实时检测系统的网侧交流电压Uac。
当系统的交流电压Uac≥UN时，控制模式设定为正常的有功功率和无功功率控制模式。
系统正常运行时Uac≥UN。假设在某一时刻，系统发生三相接地故障，此时Uac下降。
当U1<Uac<UN时，控制模式切换到限流控制模式，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。
当Uac<U1时，临时闭锁换流阀，保证柔直不传输功率。
系统故障消失，交流电压Uac上升。
当交流电压从Uac<U1的状态恢复到Uac>U1时，经过一定的延时重新解锁换流阀，并且恒流值设定为零；此时交流电压Uac继续上升，当U1<Uac<UN时，限流给定值逐渐升高，恢复到Uac≥UN后，切换到有功功率和无功功率控制模式，恢复到电压跌落前的功率值。
当系统电压幅值在正常范围内时，系统运行在有功功率和无功功率控制模式，故障导致电压跌落后，系统快速切换到限流控制模式，恒流参考值小于正常运行时电流值，系统电压过低时，临时闭锁换流阀。
图3的为三相电压跌落到0.2倍额定电压，开始未转化到本实施例所述的限流控制，此时电流幅值达到1.2倍额定电流以上，可能由于过电流闭锁，在图中第一个标线处采用限流控制措施，首先通过限流控制将电流限制在0.8倍的额定电流，电流迅速下降到0.8倍额定电流，为了进一步验证策略，将恒电流控制进一步下调，调整到0.3倍额定电流，电流进一步下降到0.3倍额定电流。通过本方法有效降低了故障期间电流，为柔直稳定运行提供了基础。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1.一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
2.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求2所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求2所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
6.根据权利要求1所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，所述交流系统电压幅值为网侧电压或者阀侧电压。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
8.根据权利要求4任一项所述的一种柔性直流输电系统交流故障限流方法，其特征在于，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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010283403.7A CN111276997A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种柔性直流输电系统交流故障限流方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010283403.7A CN111276997A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种柔性直流输电系统交流故障限流方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111276997A true CN111276997A (zh) | 2020-06-12 |
Family
ID=71001011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010283403.7A Pending CN111276997A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种柔性直流输电系统交流故障限流方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111276997A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112350363A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种柔性直流控制方法及相关装置 |
| CN114285024A (zh) * | 2021-08-17 | 2022-04-05 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种柔性低频输电系统三相转两相运行控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103618331A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种柔性直流输电换流站直流过压限流控制方法 |
| CN106505512A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-15 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 柔直控制系统暂时闭锁后再次解锁次数超值跳闸方法 |
| CN106849148A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-13 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种混合直流输电系统整流站交流故障穿越控制方法 |
| CN109510226A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-03-22 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种柔性直流输电系统低压限流方法 |
| CN110231545A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-09-13 | 四川大学 | 一种交直流混联电网的孤岛检测法及参考电流极值求取法 |
-
2020
- 2020-04-13 CN CN202010283403.7A patent/CN111276997A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103618331A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种柔性直流输电换流站直流过压限流控制方法 |
| CN106505512A (zh) * | 2016-12-07 | 2017-03-15 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 柔直控制系统暂时闭锁后再次解锁次数超值跳闸方法 |
| WO2018102935A1 (zh) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 北京四方继保自动化股份有限公司 | 柔直控制系统暂时闭锁后再次解锁次数超值跳闸方法 |
| CN106849148A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-13 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种混合直流输电系统整流站交流故障穿越控制方法 |
| CN109510226A (zh) * | 2017-09-14 | 2019-03-22 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种柔性直流输电系统低压限流方法 |
| CN110231545A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-09-13 | 四川大学 | 一种交直流混联电网的孤岛检测法及参考电流极值求取法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112350363A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-09 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种柔性直流控制方法及相关装置 |
| CN112350363B (zh) * | 2020-11-03 | 2023-02-28 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种柔性直流控制方法及相关装置 |
| CN114285024A (zh) * | 2021-08-17 | 2022-04-05 | 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 | 一种柔性低频输电系统三相转两相运行控制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110417042B (zh) | 一种抑制直流系统连续换相失败的安全控制方法和系统 | |
| CN109038658B (zh) | 远海风电柔性直流送出系统及陆上交流单相接地故障穿越方法 | |
| Hong et al. | Mechanism and prevention of commutation failure in LCC-HVDC caused by sending end AC faults | |
| CN110233490A (zh) | 避免连续换相失败的直流输电故障恢复控制方法及系统 | |
| CN109390963B (zh) | 一种电压源换流器的直流电压预设控制方法及应用 | |
| CN110474358B (zh) | 特高压直流分层接入方式下抑制连续换相失败的控制方法 | |
| CN108400611A (zh) | 基于非线性vdcol的hvdc连续换相失败抑制方法 | |
| CN111276997A (zh) | 一种柔性直流输电系统交流故障限流方法 | |
| CN112886532B (zh) | 一种基于多源信息的输电线路自适应重合闸方法和系统 | |
| CN112269152A (zh) | 变压器及换流阀充电试验电路及方法 | |
| Kolluri et al. | Design and operating experience with fast acting load shedding scheme in the Entergy system to prevent voltage collapse | |
| CN108199402A (zh) | 一种直流输电系统换相失败故障恢复方法 | |
| CN109787205B (zh) | 基于附加虚拟电感系数的换流器直流侧故障电流抑制方法 | |
| CN110620396B (zh) | 一种lcc直流输电系统自适应低压限流控制方法 | |
| CN106998075A (zh) | 抑制晶闸管的12脉动逆变器后续换相失败的方法及系统 | |
| CN109861192B (zh) | 一种柔性直流换流器直流故障电流抑制方法及其应用 | |
| CN111953012B (zh) | 一种用于抑制交直流暂时过电压的方法及系统 | |
| CN111600467A (zh) | 一种提升能量路由器稳定性的系统运行方法 | |
| CN113162000B (zh) | 一种改进的自适应限流直流固态断路器及其控制方法 | |
| CN111273192B (zh) | 一种柔性直流输电系统换流器故障后备保护方法及装置 | |
| CN111555248B (zh) | 一种柔性直流输电系统换流器接地故障保护方法及装置 | |
| CN114447927A (zh) | 抑制换相失败期间送端过电压的vdcol控制改进方法 | |
| CN114583739A (zh) | 考虑恢复过程换相能力的后续换相失败抑制方法 | |
| CN108123456B (zh) | 一种提高近区直流换相失败恢复速度的statcom附加控制方法 | |
| CN111934302A (zh) | 一种应用于柔性直流输电系统抑制单相故障短路电流的系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200612 |