CN114696354B - 一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统 - Google Patents
一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114696354B CN114696354B CN202210294768.9A CN202210294768A CN114696354B CN 114696354 B CN114696354 B CN 114696354B CN 202210294768 A CN202210294768 A CN 202210294768A CN 114696354 B CN114696354 B CN 114696354B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fault
- current
- inner loop
- recovery
- alternating
- 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
Links
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
-
- 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
- H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
- H02J3/16—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
-
- 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
- H02J2003/365—Reducing harmonics or oscillations in HVDC
-
- 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)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
本发明公开的一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统,包括以下步骤:直流控制保护系统包括至少一个交流侧,所述交流侧根据检测数据对故障进行判断,得到故障判断结果;根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值;本发明通过合理的故障穿越模式设计,在故障穿越期间可以最大限度的提供无功支撑,保证故障期间的电流输出,同时,在故障恢复的时候,不会因为电流过大而导致恢复特性的变差。
Description
技术领域
本发明涉及柔性直流输电的研究领域,特别涉及一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统。
背景技术
柔性直流输电在远距离、大容量输电场合中相较于交流输电具有更好的经济性与适用性;同时采用柔性直流输电方式来实现电网互连时,不会造成短路容量的增加,有利于防止交流系统故障的扩大;并且柔性直流输电还具有潮流快速可控的特点,可用于所连电网系统的稳定与频率控制。正是由于柔性直流输电具有良好的经济性、互连性和控制性,其近年来在电力系统中得到了迅速地发展。
对于柔性直流输电工程,考虑换流阀的过流能力,以及系统对故障期间有功、无功的需求,短路电流的需求不同,其对故障穿越的性能要求不同。当系统短路电流超标时,故障期间需要限制柔直输出的短路电流,从而采用低压限流的逻辑;当系统短路电流正常,且需要提供较大的无功支撑时,往往需求柔直系统在故障及故障恢复期间提供较大电流,从而导致在故障恢复的时候,由于短路电流提供较大,柔直的直流电压、有功特性恢复较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统,通过合理的故障穿越模式设计,在故障穿越期间可以最大限度的提供无功支撑,保证故障期间的电流输出,同时,在故障恢复的时候,不因为电流过大而导致恢复特性的变差。
本发明的第一目的在于提供一种背靠背柔直的故障穿越方法。
本发明的第二目的在于提供一种背靠背柔直的故障穿越系统。
本发明的第一目的通过以下的技术方案实现:
一种背靠背柔直的故障穿越方法,包括以下步骤:
直流控制保护系统包括至少一个交流侧,所述交流侧根据检测数据对故障进行判断,得到故障判断结果;
根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;
通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;
内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值。
进一步地,所述对故障进行判断,具体为:设定直流背靠背单元工作于HVDC运行模式,直流控制保护系统包括第一交流侧和第二交流侧,所述第一交流侧为定功率侧,所述第二交流侧为定电压侧,根据检测数据判定故障发生在定功率侧还是定电压侧;所述检测数据为网侧交流电压。
进一步地,所述对故障进行判断,具体为:
当交流电压的正序幅值Udp满足K2p<Udp≤K1p或者负序幅值Udn满足Udn≥K1n时,定义为轻微故障;当交流电压的正序幅值Udp满足Udp<K1p定义为严重故障,其中0.6≤K1p≤0.92。
进一步地,所述根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识,具体为:
发生严重故障或轻微故障后,置故障标识ACFR=1;
当ACFR=1时,检测到交流电压的正序幅值Udp>0.92,持续一定时间t后,则认为故障恢复,置故障恢复标识ACFRC=1。
进一步地,若故障发生在定功率侧,则有:
当交流电压没有轻微故障和严重故障时判定为定功率侧交流故障恢复,当定功率侧交流故障恢复时,故障恢复标识ACFRC=1瞬间,置定功率侧的内环电流限幅值Imax=kR,其中0≤kR≤ImaxN,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值。
进一步地,还包括,定功率侧的内环电流限幅值从kR开始根据恢复速率进行恢复,使得所述定功率侧的内环电流限幅值恢复到正常运行时的内环电流限幅值;所述内环电流限幅值包括内环有功电流限幅值;
所述恢复速率具体确定如下:
其中,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值,kR为定功率侧的内环电流限幅值,m为恢复速率,Tset为系统要求的恢复时间。
进一步地,若故障发生在定电压侧,则有:
判断定电压侧故障状态,根据所述故障状态设定故障标识并将所述故障标识送至定功率侧;
所述定功率侧接收到所述故障标识时,根据不同的故障标识,设置不同的有功电流内环限幅值Idmax=kd,其中0≤kd≤ImaxN,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值。
进一步地,还包括,当交流电压没有轻微故障和严重故障时判定为定功率侧交流故障恢复,则有定电压侧故障标识消失后,内环有功电流限幅值从当前值kd按照恢复速率恢复到正常运行时的内环有功电流限幅值。
进一步地,所述恢复速率具体确定如下:
其中,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值,kdR为定电压侧的内环电流限幅值,m为恢复速率,Tset为系统要求的恢复时间。
本发明的第二目的通过以下技术方案实现:
一种背靠背柔直的故障穿越系统,用于实现一种背靠背柔直的故障穿越方法,包括:
直流控制保护系统,用于根据检测到的数据对故障进行判断,得到故障判断结果;
故障标识模块,用于根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;
限幅模块,用于通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;
恢复模块,用于内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值。
本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:
本发明通过合理的故障穿越模式设计,在故障穿越期间可以最大限度的提供无功支撑,保证故障期间的电流输出,同时,在故障恢复的时候,不会因为电流过大而导致恢复特性的变差。
附图说明
图1为本发明所述一种背靠背柔直的故障穿越方法流程图;
图2为本发明所述实施例1中定功率侧故障流程图;
图3为本发明所述实施例1中定电压侧故障流程图;
图4为本发明所述实施例1中背靠背柔直系统连线图;
图5为本发明所述一种背靠背柔直的故障穿越系统结构图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1:
一种背靠背柔直的故障穿越方法,如图1所示,包括以下步骤:
直流控制保护系统包括至少一个交流侧,所述交流侧根据检测数据对故障进行判断,得到故障判断结果;
根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;
通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;
内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值。
具体如下:
所述对故障进行判断,具体为:设定直流背靠背单元工作于HVDC运行模式,直流控制保护系统包括第一交流侧和第二交流侧,所述第一交流侧为定功率侧,所述第二交流侧为定电压侧,根据检测数据判定故障发生在定功率侧还是定电压侧;所述检测数据为网侧交流电压。
所述对故障进行判断,具体为:
当交流电压的正序幅值Udp满足K2p<Udp≤K1p或者负序幅值Udn满足Udn≥K1n时,定义为轻微故障;当交流电压的正序幅值Udp满足Udp<K1p定义为严重故障,其中0.6≤K1p≤0.92。
进一步地,所述根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识,具体为:
发生严重故障或轻微故障后,置故障标识ACFR=1;
当ACFR=1时,检测到交流电压的正序幅值Udp>0.92,持续一定时间t后,则认为故障恢复,置故障恢复标识ACFRC=1。
若故障发生在定功率侧,如图2所示,则有:
定功率侧发生交流系统故障;
当交流电压没有轻微故障和严重故障时判定为定功率侧交流故障恢复,当定功率侧交流故障恢复时,故障恢复标识ACFRC=1瞬间,置定功率侧的内环电流限幅值Imax=kR,其中0≤kR≤ImaxN,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值。
定功率侧的内环电流限幅值从kR开始根据恢复速率进行恢复,使得所述定功率侧的内环电流限幅值恢复到正常运行时的内环电流限幅值;所述内环电流限幅值包括内环有功电流限幅值和内环无功电流限幅值。
所述恢复速率具体确定如下:
其中,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值,kR为定功率侧的内环电流限幅值,m为恢复速率,Tset为系统要求的恢复时间。
定功率侧的内环电流限幅值恢复到正常时的限幅值。
若故障发生在定电压侧,如图3所示,则有:
定电压侧发生交流系统故障;
判断定电压侧故障状态,根据所述故障状态设定故障标识并将所述故障标识送至定功率侧;
所述定功率侧接收到所述故障标识后,根据不同的故障标识,设置不同的有功电流内环限幅值Idmax=kd,其中0≤kd≤ImaxN,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值。
当交流电压没有轻微故障和严重故障时判定为定功率侧交流故障恢复,则有定电压侧故障标识消失后,内环有功电流限幅值从当前值kd按照恢复速率恢复到正常运行时的内环有功电流限幅值。
所述恢复速率具体确定如下:
其中,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值,kdR为定电压侧的内环电流限幅值,m为恢复速率,Tset为系统要求的恢复时间。
定功率侧的内环电流限幅值恢复到正常时的限幅值;
直流背靠背系统接线示意图如图4所示,具体包括:定功率侧S1、定电压侧S2、交流侧1、交流侧2;所述定功率侧S1包括换流阀1、换流变1,所述交流侧1连接换流变1至换流阀1;所述定电压侧S2包括换流阀2、换流变2,所述交流侧2连接换流变2至换流阀2;所述换流阀2连接换流阀1。
实施例2:
一种背靠背柔直的故障穿越系统,如图5所示,用于实现一种背靠背柔直的故障穿越方法,包括:
直流控制保护系统,用于根据检测到的数据对故障进行判断,得到故障判断结果;
故障标识模块,用于根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;
限幅模块,用于通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;
恢复模块,用于内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种背靠背柔直的故障穿越方法,其特征在于,包括以下步骤:
直流控制保护系统包括至少一个交流侧,所述交流侧根据检测数据对故障进行判断,得到故障判断结果;
根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;
通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;
内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值;
所述对故障进行判断,具体为:设定直流背靠背单元工作于HVDC运行模式,直流控制保护系统包括第一交流侧和第二交流侧,所述第一交流侧为定功率侧,所述第二交流侧为定电压侧,根据检测数据判定故障发生在定功率侧还是定电压侧;所述检测数据为网侧交流电压;
所述对故障进行判断,具体为:
当交流电压的正序幅值Udp满足K2p<Udp≤K1p或者负序幅值Udn满足Udn≥K1n时,定义为轻微故障;当交流电压的正序幅值Udp满足Udp<K2p定义为严重故障,其中0.6≤K1p≤0.92;
所述根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识,具体为:
发生严重故障或轻微故障后,置故障标识ACFR=1;
当ACFR=1时,检测到交流电压的正序幅值Udp>0.92,持续一定时间t后,则认为故障恢复,置故障恢复标识ACFRC=1;
若故障发生在定功率侧,则有:
当交流电压没有轻微故障和严重故障时判定为定功率侧交流故障恢复,定功率侧交流故障恢复时,故障恢复标识ACFRC=1瞬间,置定功率侧的内环电流限幅值Imax=kR,其中0≤kR≤ImaxN,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值;
若故障发生在定电压侧,则有:
判断定电压侧故障状态,根据所述故障状态设定故障标识并将所述故障标识送至定功率侧;
所述定功率侧接收到所述故障标识时,根据不同的故障,设置不同的有功电流内环限幅值Idmax=kd,其中0≤kd≤ImaxN,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值。
2.根据权利要求1所述的一种背靠背柔直的故障穿越方法,其特征在于,还包括,定功率侧的内环电流限幅值从kR开始根据恢复速率进行恢复,使得所述定功率侧的内环电流限幅值恢复到正常运行时的内环电流限幅值;所述内环电流限幅值包括内环有功电流限幅值;
所述恢复速率具体确定如下:
其中,ImaxN为正常运行时的内环电流限幅值,kR为定功率侧的内环电流限幅值,m为恢复速率,Tset为系统要求的恢复时间。
3.根据权利要求1所述的一种背靠背柔直的故障穿越方法,其特征在于,还包括,当交流电压没有轻微故障和严重故障时判定为定功率侧交流故障恢复,且定电压侧故障标识消失后,内环有功电流限幅值从当前值kd按照恢复速率恢复到正常运行时的内环有功电流限幅值。
4.一种背靠背柔直的故障穿越系统,用于实现权利要求1-3任一权利要求所述的一种背靠背柔直的故障穿越方法,其特征在于,包括:
直流控制保护系统,用于根据检测到的数据对故障进行判断,得到故障判断结果;
故障标识模块,用于根据所述故障判断结果设定相应的故障标识和恢复故障标识;
限幅模块,用于通过所述故障标识和所述恢复故障标识设置内环电流限幅值;
恢复模块,用于内环电流限幅值按照恢复速率恢复到正常值。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210294768.9A CN114696354B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210294768.9A CN114696354B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114696354A CN114696354A (zh) | 2022-07-01 |
CN114696354B true CN114696354B (zh) | 2023-08-25 |
Family
ID=82139258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210294768.9A Active CN114696354B (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114696354B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105932706A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-07 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种提高混合背靠背直流系统的协调控制方法 |
WO2018040466A1 (zh) * | 2016-08-27 | 2018-03-08 | 许继集团有限公司 | 一种直流故障穿越方法和计算机存储介质 |
-
2022
- 2022-03-24 CN CN202210294768.9A patent/CN114696354B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105932706A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-09-07 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 一种提高混合背靠背直流系统的协调控制方法 |
WO2018040466A1 (zh) * | 2016-08-27 | 2018-03-08 | 许继集团有限公司 | 一种直流故障穿越方法和计算机存储介质 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
徐瑞林等.渝鄂背靠背柔直系统交流故障穿越策略研究.电工电能新技术.2020,第39卷(第6期),第42-50页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114696354A (zh) | 2022-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2676120C (en) | A low voltage ride through system for a variable speed wind turbine having an exciter machine and a power converter not connected to the grid | |
CN110350506B (zh) | 直流风电机组、中压直流直接并网系统及控制与保护系统 | |
CN109390963B (zh) | 一种电压源换流器的直流电压预设控制方法及应用 | |
CN108462199B (zh) | 一种孤岛换流站及其交流故障穿越方法 | |
CN108988305B (zh) | 一种直流配电网系统的保护方法 | |
CN111654051B (zh) | 一种适用于混合型mmc的直流故障穿越控制方法 | |
CN115224717A (zh) | 一种新能源孤岛电网送出系统的送端交流故障穿越方法 | |
CN113507098A (zh) | 主动抑制交流短路电流的柔直控制方法、系统及存储介质 | |
CN113452059A (zh) | 具有直流耗能功能的海上风电直流送出系统及控制方法 | |
CN114696354B (zh) | 一种背靠背柔直的故障穿越方法及其系统 | |
CN109390967B (zh) | 一种降低柔性直流换流站短路电流的控制系统及方法 | |
WO2022078527A1 (zh) | 一种特高压混合直流输电系统暂态电压控制方法及装置 | |
CN108616137B (zh) | 一种实现交直流系统协调恢复的直流控保参数优化方法 | |
CN112701714B (zh) | 一种柔性直流配电网故障隔离装置及方法 | |
CN111600467B (zh) | 一种提升能量路由器稳定性的系统运行方法 | |
CN113872243B (zh) | 一种风电低频送出系统的交流故障穿越方法 | |
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 | |
CN110165641B (zh) | 柔性直流输电系统中直流断路器的重合方法 | |
CN113437761A (zh) | 一种考虑模式切换的孤岛微电网暂态稳定性提升方法 | |
CN111478366A (zh) | 基于暂态过电压抑制的双馈风机低压穿越控制方法及系统 | |
CN109167379A (zh) | 柔性直流系统换流站与直流断路器的协调控制方法 | |
CN112003250B (zh) | 一种特高压直流系统的直流线路差动保护方法及系统 | |
CN111669062B (zh) | 一种提升能量路由器轻载及空载效率的系统运行方法 | |
EP4125200B1 (en) | Improvements in or relating to line commutated converters | |
CN113595125B (zh) | 一种高压直流输电系统暂态过电压控制方法及装置 |
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 |