CN114156930B - 一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法 - Google Patents

一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114156930B
CN114156930B CN202010927349.5A CN202010927349A CN114156930B CN 114156930 B CN114156930 B CN 114156930B CN 202010927349 A CN202010927349 A CN 202010927349A CN 114156930 B CN114156930 B CN 114156930B
Authority
CN
China
Prior art keywords
direct current
voltage
inversion
fault recovery
reference value
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
CN202010927349.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114156930A (zh
Inventor
牛翀
杨美娟
薛瑞
朱龙臻
平明丽
王先为
吴金龙
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.)
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
Xian XJ Power Electronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Xuji Group Co Ltd
XJ Electric Co Ltd
Xian XJ Power Electronics Technology 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 Xuji Group Co Ltd, XJ Electric Co Ltd, Xian XJ Power Electronics Technology Co Ltd filed Critical Xuji Group Co Ltd
Priority to CN202010927349.5A priority Critical patent/CN114156930B/zh
Publication of CN114156930A publication Critical patent/CN114156930A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114156930B publication Critical patent/CN114156930B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/001Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements 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)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,包括:检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始;设置逆变侧直流电压参考值Udref_INV=Udref_REC‑Udneu_INV‑Rdc·Idc_INV;切换直流电流参考值Idc_INV,启动逆变侧第一重降压;VSC换流器降低直流电压参考值,启动逆变侧第二重降压;检测逆变侧直流电流,判断特高压直流输电系统的逆变侧直流电流恢复正常,则清零交流故障恢复信号Uacfr=0。本发明能够有效降低逆变侧交流故障恢复过程中的直流电压,切实加快直流系统功率恢复速度,同时能够保证逆变侧交流故障恢复过程的及时开始和平稳退出。

Description

一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法
技术领域
本发明涉及混合直流输电技术领域,特别涉及一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法。
背景技术
传统直流输电(LCC-HVDC)技术的逆变侧换相失败问题使其在交流系统多直流馈入场合的应用受到制约;柔性直流输电(VSC-HVDC)由于容量和电压等级较低、直流线路故障的穿越依赖于额外设备或换流器拓扑的改进,也使其在特高压直流输电领域缺乏成熟的应用方案。
将传统直流输电换流器LCC与柔性直流输电换流器VSC灵活组合,同时发挥LCC-HVDC成本低、损耗小、容量大以及VSC-HVDC无换相失败、控制灵活等技术优势的混合直流输电技术正逐渐成为直流输电领域的研究热点,也将是完善未来电网的重要途径。
采用LCC和多个并联VSC串联的混合级联特高压直流输电系统,一方面能够利用并联VSC有效应对现有单个VSC容量无法比拟LCC容量的问题,另一方面可在直流线路故障下利用LCC自然阻断故障电流的特征避免VSC过电流,除此之外,LCC与多VSC混合级联,可形成多个功率落点,利于直流功率的分散消纳,降低对受端电网的冲击,为特高压直流系统提供了一种更为经济、灵活、快捷的输电方式。
混合级联特高压直流输电系统逆变侧LCC和各VSC换流器可集中接入同一个交流系统或分散接入不同的交流系统。集中接入时,逆变侧交流系统故障时各换流器网侧电压同等跌落;分散接入时,由于混合级联特高压直流输电逆变侧各交流落点通常为发达地区,各落点距离依然较近,因而各交流落点之间仍然存在不同程度的电气耦合,单个换流器交流系统发生故障时,也将同时造成其余换流器网侧交流母线电压均不同程度跌落。
因此,无论是集中接入还是分散接入,逆变侧交流系统故障均易引发各VSC输出功率受限及高端LCC换相失败的连锁故障反应,导致直流电流突增,注入VSC的直流功率迅速增大,低端VSC功率盈余导致其端口直流电压升高。
当前有关混合级联特高压直流输电系统的研究中,逆变侧正常运行和故障状态下直流电压参考值计算均沿用常规特高压处理方式,即通过采用直流极线电流实际值计算直流回路压降后得到。
此时,在交流系统故障刚结束的一段时间内,LCC换相失败恢复,VSC端口直流电压仍然较高,因而在故障恢复初期逆变侧直流电压较高,导致整流侧直流电流提升缓慢,直流系统功率恢复时间过长。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法及计算机设备,能够有效降低逆变侧交流故障恢复过程中的直流电压,切实加快直流系统功率恢复速度,同时能够保证逆变侧交流故障恢复过程的及时开始和平稳退出。
第一方面,本发明实施例提供了一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,包括:
检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始。
设置逆变侧直流电压参考值Udref_INV=Udref_REC-Udneu_INV-Rdc·Idc_INV,其中,Udref_REC为整流侧直流电压参考值,Udneu_INV为逆变侧中性点直流电压实际值,Rdc为直流系统本极直流回路电阻,Idc_INV为直流电流参考值。
切换直流电流参考值Idc_INV,启动逆变侧第一重降压。
VSC换流器降低直流电压参考值,启动逆变侧第二重降压。
检测逆变侧直流电流,判断特高压直流输电系统的逆变侧直流电流恢复正常,则清零交流故障恢复信号Uacfr=0。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始,包括:
启动特高压直流输电系统,初始化交流故障恢复信号Uacfr=0。
实时采样逆变侧各换流器网侧三相对地交流电压,进行CLARK变换,计算得到逆变侧各换流器网侧交流电压标幺化幅值其中,Ui,pu为逆变侧第i个(i=1,2,3,……N)换流器(逆变侧LCC换流器编号为1,其余VSC换流器依次编号为2,3,……N)网侧交流电压标幺化幅值,Ui,α和Ui,β为逆变侧第i个换流器网侧三相对地交流电压经过CLARK变换后的交流电压值,Ui,rated为逆变侧第i个换流器网侧相对地交流电压幅值额定值。
比较逆变侧各换流器网侧交流电压幅值与第一设定值Uset1的大小,若各幅值均连续t1时间大于Uset1,则判断为逆变侧各换流器网侧交流电压恢复至正常范围,设置网侧交流电压恢复至正常范围信号Unorm=1,否则判断为逆变侧网侧交流电压仍未恢复正常,设置Unorm=0。
计算逆变侧各换流器网侧交流电压幅值与与t2时间前的差值,取各差值中的最大差值,比较最大差值与第二设定值Uset2的大小,若最大差值大于Uset2,则判断为逆变侧网侧交流电压幅值向上突变,设置网侧交流电压向上突变信号Ust_up=1,否则设置Ust_up=0。
当Unorm=1且Ust_up=1时,判断为逆变侧交流系统从故障中恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始,否则设置Uacfr=0。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述切换直流电流参考值Idc_INV,包括:
当交流故障恢复信号Uacfr=1时,直流电流参考值Idc_INV切换为整流侧传递至逆变侧的直流极线电流参考值Idcref
当交流故障恢复信号Uacfr=0时,逆变侧直流极线电流Idc_INV采用逆变侧直流极线电流实际值idc
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述切换直流电流参考值Idc_INV,经过变换速率限制后得到Idc_INV1,用于最终逆变侧直流电压参考值计算。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述VSC换流器降低直流电压参考值,包括:
设定VSC换流器调制比最大限制值Mmax
取各VSC实时调制比的最大值Mmax_act
计算Mmax与Mmax_act的差值ΔM。
对差值ΔM依次经过比例控制器Kp、限幅环节、乘以交流故障恢复信号Uacfr,再经过变化速率限制环节后,得到直流电压参考值的降低数值ΔUdacfr
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述限幅环节包括:
下限限幅,所述下限限幅幅值LL=0,保证各VSC换流器均不出现过调制。
上限限幅,所述上限限幅幅值LU根据VSC换流器最低允许直流电压进行选取。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述变化速率限制环节包括:
设置上升速率限制值v1
上升速率限制值v1较大,保证VSC换流器主动降低直流电压参考值的快速性。
设置下降速率限制值v2
下降速率限制值v2较小,保证所述交流故障恢复方法平稳退出。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,逆变侧LCC换流器的直流电压参考值为,将切换直流电流参考值Idc_INV后的所述逆变侧直流电压参考值Udref_INV标幺化处理得到。
逆变侧各VSC换流器的直流电压参考值为,将切换直流电流参考值Idc_INV后的所述逆变侧直流电压参考值Udref_INV标幺化处理后再减去ΔUdacfr得到。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,实时采样逆变侧直流极线电流idc
比较逆变侧直流极线电流实际值idc与直流电流设定值Iset的大小,若直流电流连续t3时间大于Iset,则判断为系统逆变侧直流电流恢复正常,清零交流故障恢复信号Uacfr=0,交流故障恢复过程结束。
第二方面,本发明实施例还提供了一种计算机设备,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计算机程序时实现如前所述的高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法。
本发明实施例的有益效果是:
通过逆变侧两重降压能够有效解决逆变侧交流故障恢复过程中直流电压较高的问题,有效加快整流侧直流电流恢复速度,使直流系统功率能够迅速恢复到故障前水平。
综合交流电压幅值和突变量的交流故障恢复过程开始判断,以及依据直流电流的交流故障恢复过程结束判断方案,能够切实保证恢复过程开始的及时性和退出的平稳性。
本发明技术方案适用范围广,能够同时适用于逆变侧集中接入、分散接入(不考虑逆变侧交流系统耦合)和逆变侧分散接入但电气距离较近、各交流系统之间存在电气耦合的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的作进一步的详细描述。
图1为本发明特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法的流程图;
图2-a为本发明特高压直流输电系统的逆变侧集中接入的混合级联特高压直流输电系统单极拓扑结构结构示意图;
图2-b为本发明特高压直流输电系统的逆变侧分散接入(不考虑交流系统耦合)混合级联特高压直流输电系统单极拓扑结构示意图;
图2-c为本发明特高压直流输电系统的逆变侧分散接入但交流系统耦合的混合级联特高压直流输电系统单极拓扑结构示意图;
图3为混合级联特高压直流输电系统逆变侧直流电压参考值计算现有技术方案控制框图;
图4为混合级联特高压直流输电系统逆变侧交流故障点位置示意图;
图5为本发明特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法的控制框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例提供的混合级联特高压直流输电系统包括整流侧和逆变侧,整流侧由LCC换流器串联组成,逆变侧高端为LCC,低端采用多个VSC并联以匹配LCC的容量。本实施例中,VSC的个数为3个。实际应用中,VSC个数可为2个及以上。
混合级联特高压直流输电系统逆变侧各换流器可集中接入同一交流系统或分散接入不同的交流系统。
逆变侧各换流器集中接入时的系统单极拓扑结构如图2-a所示,该拓扑结构中逆变侧交流系统故障时各换流器的网侧交流电压跌落情况完全相同,交流故障影响范围大。
逆变侧分散接入可分为不考虑各交流系统耦合的理想分散接入和考虑各交流系统耦合的非理想分散接入。由于混合级联特高压直流输电逆变侧各交流落点通常为发达地区,各落点距离依然较近,因而各交流落点之间仍然存在不同程度的电气耦合,因此,非理想分散接入是实际应用中更为常见的情况。
图2-b所示为逆变侧不考虑各交流系统耦合的理想分散接入时的系统单极拓扑结构示意图,该拓扑结构中逆变侧单个交流系统故障仅造成所联接的换流器网侧交流电压跌落,而不对逆变侧其他换流器的网侧交流电压产生影响,交流故障影响范围小。
图2-c逆变侧考虑各交流系统耦合的非理想分散接入时的系统单极拓扑结构示意图,该拓扑结构中逆变侧单个交流系统故障不仅会造成所联接的换流器网侧交流电压跌落,同时也会使逆变侧其他换流器的网侧交流电压产生跌落,只不过其他换流器网侧交流电压跌落程度相对故障交流系统小,具体各交流系统电压跌落程度与其之间的电气耦合强弱相关,电气耦合越强,电压跌落量越大。可以看出,非理想分散接入时交流故障影响范围小于集中接入而大于理想分散接入。
由上述分析可知,混合级联特高压直流输电系统在实际应用中,逆变侧无论是集中接入还是分散接入,交流系统故障均易导致逆变侧各换流器网侧交流电压跌落,继而引发各VSC输出功率受限和(或)高端LCC换相失败的连锁故障反应,导致直流电流突增,注入VSC的直流功率迅速增大,低端VSC功率盈余导致其端口直流电压升高。
此时,在交流系统故障刚结束的一段时间内,LCC换相失败恢复,VSC端口直流电压仍然较高,因而在故障恢复初期逆变侧直流电压较高,导致整流侧直流电流提升缓慢,直流系统功率恢复时间过长。
现有技术方案对混合级联特高压直流输电系统逆变侧直流电压参考值计算通常沿用常规直流输电系统(LCC-HVDC)处理方式,并未针对交流故障恢复过程进行优化处理,即无论正常运行还是故障状态下,逆变侧直流电压参考值均通过采用直流极线电流实际值计算直流回路压降后得到,如图3所示,即现有技术方案逆变侧直流电压参考值计算公式如下:
Udref_INV=Udref_REC-Udneu_INV-Rdc·idc
式中,Udref_INV为逆变侧直流电压参考值,Udref_REC为整流侧直流电压参考值,Udneu_INV为逆变侧中性点直流电压实际值,idc为逆变侧直流极线电流实际值,Rdc为直流系统本极直流回路电阻。
图3中,Udref_LCC为逆变侧LCC换流器直流电压标幺化参考值,Udref_VSC为逆变侧各VSC换流器直流电压标幺化参考值。
以图1-c所示的逆变侧非理想分散接入情况下的逆变侧VSC1交流系统发生短时三相接地故障为例进行说明,故障点位置如图4所示,且逆变侧VSC2、LCC、VSC3与VSC1交流系统耦合强度依次降低。
在VSC1交流系统故障后,其网侧交流电压幅值跌落为0,逆变侧VSC2、LCC、VSC3交流电压幅值也发生不同程度跌落,跌落量依次降低。
当交流系统故障清除后,混合级联特高压直流输电系统进入交流故障恢复过程,为有效解决逆变侧交流故障恢复过程中直流电压较高的问题,加快整流侧直流电流恢复速度,使直流系统功率能够迅速恢复到故障前水平。本发明提供的特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法流程图和具体控制框图分别如图1和图5所示,包括以下步骤:
检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始。
设置逆变侧直流电压参考值Udref_INV=Udref_REC-Udneu_INV-Rdc·Idc_INV,其中,Udref_RE为整流侧直流电压参考值,Udneu_INV为逆变侧中性点直流电压实际值,Rdc为直流系统本极直流回路电阻,Idc_INV为直流电流。
切换直流电流参考值Idc_INV,启动逆变侧第一重降压。
VSC换流器降低直流电压参考值,启动逆变侧第二重降压。
检测逆变侧直流电流,判断特高压直流输电系统的逆变侧直流电流恢复正常,则清零交流故障恢复信号Uacfr=0。
其中,所述检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始,包括:
启动特高压直流输电系统,初始化交流故障恢复信号Uacfr=0。
实时采样逆变侧各换流器网侧三相对地交流电压,进行CLARK变换,计算得到逆变侧各换流器网侧交流电压标幺化幅值其中,Ui,pu为逆变侧第i个(i=1,2,3,……N)换流器(逆变侧LCC换流器编号为1,其余VSC换流器依次编号为2,3,……N)网侧交流电压标幺化幅值,Ui,α和Ui,β为逆变侧第i个换流器网侧三相对地交流电压经过CLARK变换后的交流电压值,Ui,rated为逆变侧第i个换流器网侧相对地交流电压幅值额定值。
比较逆变侧各换流器网侧交流电压幅值与第一设定值Uset1的大小,若各幅值均连续t1时间大于Uset1,则判断为逆变侧各换流器网侧交流电压恢复至正常范围,设置网侧交流电压恢复至正常范围信号Unorm=1,否则判断为逆变侧网侧交流电压仍未恢复正常,设置Unorm=0。
计算逆变侧各换流器网侧交流电压幅值与与t2时间前的差值,取各差值中的最大差值,比较最大差值与第二设定值Uset2的大小,若最大差值大于Uset2,则判断为逆变侧网侧交流电压幅值向上突变,设置网侧交流电压向上突变信号Ust_up=1,否则设置Ust_up=0。
当Unorm=1且Ust_up=1时,判断为逆变侧交流系统从故障中恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始,否则设置Uacfr=0。
其中,所述切换直流电流参考值Idc_INV,包括:
当交流故障恢复信号Uacfr=1时,直流电流参考值Idc_INV切换为整流侧传递至逆变侧的直流极线电流参考值Idcref
当交流故障恢复信号Uacfr=0时,逆变侧直流极线电流Idc_INV采用逆变侧直流极线电流实际值idc
其中,所述切换直流电流参考值Idc_INV,经过变换速率限制后得到Idc_INV1,用于最终逆变侧直流电压参考值计算。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述VSC换流器降低直流电压参考值,包括:
设定VSC换流器调制比最大限制值Mmax
取各VSC实时调制比的最大值Mmax_act
计算Mmax与Mmax_act的差值ΔM。
对差值ΔM依次经过比例控制器Kp、限幅环节、乘以交流故障恢复信号Uacfr,再经过变化速率限制环节后,得到直流电压参考值的降低数值ΔUdacfr
其中,所述限幅环节包括:
下限限幅,所述下限限幅幅值LL=0,保证各VSC换流器均不出现过调制。
上限限幅,所述上限限幅幅值LU根据VSC换流器最低允许直流电压进行选取。
其中,所述变化速率限制环节包括:
设置上升速率限制值v1
上升速率限制值v1较大,保证VSC换流器主动降低直流电压参考值的快速性。
设置下降速率限制值v2
下降速率限制值v2较小,保证所述交流故障恢复方法平稳退出。
其中,逆变侧LCC换流器的直流电压参考值为,将切换直流电流参考值Idc_INV后的所述逆变侧直流电压参考值Udref_INV标幺化处理得到。
逆变侧各VSC换流器的直流电压参考值为,将切换直流电流参考值Idc_INV后的所述逆变侧直流电压参考值Udref_INV标幺化处理后再减去ΔUdacfr得到。
其中,实时采样逆变侧直流极线电流idc
比较逆变侧直流极线电流实际值idc与直流电流设定值Iset的大小,若直流电流连续t3时间大于Iset,则判断为系统逆变侧直流电流恢复正常,清零交流故障恢复信号Uacfr=0,交流故障恢复过程结束。
本发明实施例还提供了一种计算机设备,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计算机程序时实现如前所述的高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法。
本发明实施例旨在保护一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,具备如下效果:
通过逆变侧两重降压能够有效解决逆变侧交流故障恢复过程中直流电压较高的问题,有效加快整流侧直流电流恢复速度,使直流系统功率能够迅速恢复到故障前水平。
综合交流电压幅值和突变量的交流故障恢复过程开始判断,以及依据直流电流的交流故障恢复过程结束判断方案,能够切实保证恢复过程开始的及时性和退出的平稳性。
本发明技术方案适用范围广,能够同时适用于逆变侧集中接入、分散接入(不考虑逆变侧交流系统耦合)和逆变侧分散接入但电气距离较近、各交流系统之间存在电气耦合的情况。
本发明实施例所提供的特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法方法及设备的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。
具体地,该存储介质能够为通用的存储介质,如移动磁盘、硬盘等,该存储介质上的计算机程序被运行时,能够执行上述特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法方法,从而能够有效降低逆变侧交流故障恢复过程中的直流电压,切实加快直流系统功率恢复速度,同时能够保证逆变侧交流故障恢复过程的及时开始和平稳退出。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,其特征在于,包括:检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始;
设置逆变侧直流电压参考值Udref_INV=Udref_REC-Udneu_INV-Rdc·Idc_INV,其中,Udref_REC为整流侧直流电压参考值,Udneu_INV为逆变侧中性点直流电压实际值,Rdc为直流系统本极直流回路电阻,Idc_INV为直流电流参考值;
切换直流电流参考值Idc_INV,启动逆变侧第一重降压;
VSC换流器降低直流电压参考值,启动逆变侧第二重降压;
检测逆变侧直流电流,判断特高压直流输电系统的逆变侧直流电流恢复正常,则清零交流故障恢复信号Uacfr=0;
其中,所述检测逆变侧交流电压,判断交流故障恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始,包括:
启动特高压直流输电系统,初始化交流故障恢复信号Uacfr=0;
实时采样逆变侧各换流器网侧三相对地交流电压,进行CLARK变换,计算得到逆变侧各换流器网侧交流电压标幺化幅值其中,Ui,pu为逆变侧第i个换流器网侧交流电压标幺化幅值,Ui,α和Ui,β为逆变侧第i个换流器网侧三相对地交流电压经过CLARK变换后的交流电压值,Ui,rated为逆变侧第i个换流器网侧相对地交流电压幅值额定值,其中i=1,2,3,……N,逆变侧LCC换流器编号为1,其余VSC换流器依次编号为2,3,……N;
比较逆变侧各换流器网侧交流电压幅值与第一设定值Uset1的大小,若各幅值均连续t1时间大于Uset1,则判断为逆变侧各换流器网侧交流电压恢复至正常范围,设置网侧交流电压恢复至正常范围信号Unorm=1,否则判断为逆变侧网侧交流电压仍未恢复正常,设置Unorm=0;
计算逆变侧各换流器网侧交流电压幅值与与t2时间前的差值,取各差值中的最大差值,比较最大差值与第二设定值Uset2的大小,若最大差值大于Uset2,则判断为逆变侧网侧交流电压幅值向上突变,设置网侧交流电压向上突变信号Ust_up=1,否则设置Ust_up=0;
当Unorm=1且Ust_up=1时,判断为逆变侧交流系统从故障中恢复,置位交流故障恢复信号Uacfr=1,交流故障恢复过程开始,否则设置Uacfr=0;
所述切换直流电流参考值Idc_INV,包括:
当交流故障恢复信号Uacfr=1时,直流电流参考值Idc_INV切换为整流侧传递至逆变侧的直流极线电流参考值Idcref
当交流故障恢复信号Uacfr=0时,逆变侧直流极线电流Idc_INV采用逆变侧直流极线电流实际值idc
所述切换直流电流参考值Idc_INV,经过变换速率限制后得到Idc_INV1,用于最终逆变侧直流电压参考值计算;
所述VSC换流器降低直流电压参考值,包括:
设定VSC换流器调制比最大限制值Mmax
取各VSC实时调制比的最大值Mmax_act
计算Mmax与Mmax_act的差值ΔM;
对差值ΔM依次经过比例控制器Kp、限幅环节、乘以交流故障恢复信号Uacfr,再经过变化速率限制环节后,得到直流电压参考值的降低数值ΔUdacfr
2.根据权利要求1所述的特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,其特征在于,所述限幅环节包括:
下限限幅,所述下限限幅幅值LL=0;
上限限幅,所述上限限幅幅值LU根据VSC换流器最低允许直流电压进行选取。
3.根据权利要求1所述的特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,其特征在于,所述变化速率限制环节包括:
设置上升速率限制值v1
设置下降速率限制值v2
4.根据权利要求1所述的特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,其特征在于,
逆变侧LCC换流器的直流电压参考值为,将切换直流电流参考值Idc_INV后的所述逆变侧直流电压参考值Udref_INV标幺化处理得到;
逆变侧各VSC换流器的直流电压参考值为,将切换直流电流参考值Idc_INV后的所述逆变侧直流电压参考值Udref_INV标幺化处理后再减去ΔUdacfr得到。
5.根据权利要求1所述的高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法,其特征在于,判断所述特高压直流输电系统的逆变侧直流电流恢复正常,包括:
实时采样逆变侧直流极线电流idc
比较逆变侧直流极线电流实际值idc与直流电流设定值Iset的大小,若直流电流连续t3时间大于Iset,则判断为系统逆变侧直流电流恢复正常,清零交流故障恢复信号Uacfr=0,交流故障恢复过程结束。
6.一种计算机设备,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计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法。
CN202010927349.5A 2020-09-07 2020-09-07 一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法 Active CN114156930B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010927349.5A CN114156930B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010927349.5A CN114156930B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114156930A CN114156930A (zh) 2022-03-08
CN114156930B true CN114156930B (zh) 2024-04-26

Family

ID=80460454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010927349.5A Active CN114156930B (zh) 2020-09-07 2020-09-07 一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114156930B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103730907A (zh) * 2014-01-26 2014-04-16 华北电力大学 一种基于电流限制法的直流输电换相失败防御方法
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
CN108418237A (zh) * 2018-03-05 2018-08-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种多端直流输电系统站间通讯故障下控制方法及装置
CN108988373A (zh) * 2018-06-21 2018-12-11 中国电力科学研究院有限公司 一种用于对混合直流输电系统受端交流故障进行控制的方法及系统
CN110233490A (zh) * 2019-07-05 2019-09-13 重庆城市管理职业学院 避免连续换相失败的直流输电故障恢复控制方法及系统
CN110401230A (zh) * 2019-07-04 2019-11-01 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压混合直流系统受端vsc故障退出方法、设备及介质
CN110492519A (zh) * 2019-08-19 2019-11-22 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压混合多端直流系统的vsc交流故障穿越方法及装置
CN110829476A (zh) * 2019-10-22 2020-02-21 华北电力大学 一种特高压混合级联直流输电系统中多mmc换流器间不平衡电流的均衡控制策略

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105896586B (zh) * 2016-05-05 2018-08-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种电压源换流站的故障定位及恢复方法和系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103730907A (zh) * 2014-01-26 2014-04-16 华北电力大学 一种基于电流限制法的直流输电换相失败防御方法
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
CN108418237A (zh) * 2018-03-05 2018-08-17 南京南瑞继保电气有限公司 一种多端直流输电系统站间通讯故障下控制方法及装置
WO2019170040A1 (zh) * 2018-03-05 2019-09-12 南京南瑞继保电气有限公司 一种多端直流输电系统站间通讯故障下控制方法及装置
CN108988373A (zh) * 2018-06-21 2018-12-11 中国电力科学研究院有限公司 一种用于对混合直流输电系统受端交流故障进行控制的方法及系统
CN110401230A (zh) * 2019-07-04 2019-11-01 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压混合直流系统受端vsc故障退出方法、设备及介质
CN110233490A (zh) * 2019-07-05 2019-09-13 重庆城市管理职业学院 避免连续换相失败的直流输电故障恢复控制方法及系统
CN110492519A (zh) * 2019-08-19 2019-11-22 南方电网科学研究院有限责任公司 特高压混合多端直流系统的vsc交流故障穿越方法及装置
CN110829476A (zh) * 2019-10-22 2020-02-21 华北电力大学 一种特高压混合级联直流输电系统中多mmc换流器间不平衡电流的均衡控制策略

Also Published As

Publication number Publication date
CN114156930A (zh) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107482668B (zh) 高压直流定无功功率交流故障恢复方法与装置
CN102983568A (zh) 一种用于电网黑启动的mmc-hvdc换流站启动方法
CN103066614A (zh) 一种多端柔性直流输电系统及其启动方法
CN109066753B (zh) 一种基于储能电池荷电状态的控制方法及系统
CN112952886B (zh) 一种混合级联直流系统的交流故障穿越方法及控制系统
CN111313713B (zh) 一种大规模直流变压器的分布式控制方法
CN109193734B (zh) 交直流电网对直流系统恢复的适应性评估方法及系统
CN114447984B (zh) 适用海上风电汇集线路故障的低电压穿越控制方法及应用
CN108933540B (zh) 一种柔性直流输电系统故障快速恢复控制方法和装置
CN1053770C (zh) 用于控制串联补偿变换站的方法和装置
CN104269890B (zh) 特高压直流分层接入方式的控制方法和系统
Xiao et al. Operation and control of hybrid HVDC system with LCC and full‐bridge MMC connected in parallel
CN117081155B (zh) 基于超级电容的并网风力发电低电压穿越方法及系统
CN108599227B (zh) 基于mmc级联构成直流换流站的mmc直流电压平衡控制方法
CN110620495A (zh) 一种抑制vsc短路电流的方法及装置
Liu et al. Transient voltage stability analysis and improvement of a network with different HVDC systems
CN108110782B (zh) 一种提高暂态功角稳定性的柔性直流输电系统控制策略优化方法
CN114156930B (zh) 一种特高压直流输电系统逆变侧交流故障恢复方法
CN117543690A (zh) 基于能量协控的全直流风电并网系统及交流故障穿越方法
CN113541138B (zh) 适用于直流输电系统模式转换时的风机投切方法及装置
CN114266134A (zh) 海上风电多端柔性直流输电耗能装置经济性提升系统
Torres-Olguin et al. Grid Integration of offshore wind farms using a Hybrid HVDC composed by an MMC with an LCC-based transmission system
CN110148968B (zh) 光伏直流并网系统故障恢复控制方法
CN110323776B (zh) 基于sc的lcc-hvdc受端直流系统前馈控制方法、系统及介质
Zidi et al. Regular paper Dynamic Performance of an HVDC Link

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant