CN114784844B - 一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法及系统，其包括：将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制；将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。本发明能有效降低交流系统的整体短路电流水平，避免系统短路电流超标。本发明能在直流输电领域中应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种直流输电领域，特别是关于一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法及系统。
背景技术
我国部分负荷中心如华东地区，直流馈入需求不断增大，但区外直流的密集馈入将造成换流站间的电气距离减小，多馈入短路比下降，多回直流同时换相失败风险逐渐增大，使电网面临严重的安全稳定问题。为实现远距离大容量输电和多落点供电，解决受端多馈入短路比下降的难题，可采用混合级联特高压直流输电技术，即常规直流换流器和多个柔性直流换流器级联联接的技术方案，该技术结合了常规直流和柔性直流的优势，可有效改善受端交流电网的稳定性，且可靠性高，运行方式灵活，具有广泛的应用前景，是构建未来能源互联网的关键技术。
当受端为强系统时，系统短路电流接近交流断路器的最大开断能力，此时当混合级联系统的多个柔性直流单元分别接入系统的不同交流母线时，由于柔性直流呈电压源特性，在交流系统故障时可向系统馈入短路电流，各柔性直流换流单元馈入的最大短路电流最大可达其额定运行电流的1.1~1.2倍，因此将进一步增大受端电网的短路电流水平，严重时可能造成受端交流电网短路电流超标，设备耐受严重的暂态电流应力，交流断路器存在无法开断的风险。例如，在现有的特高压直流输电工程中，柔直接入后，部分站点出现短路电流超标的问题，若不采取措施抑制柔直馈入交流系统的短路电流，将很大的限制交流系统的运行方式以及增加交流侧相关改造措施的投资，同时限制混合级联直流技术优势的充分发挥。因此，需要研究抑制柔直向系统馈入短路电流的措施。
然而，目前现有技术均未涉及根据故障发展的不同阶段抑制柔性直流短路电流的控制方法和定值整定方法。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法及系统，能有效降低交流系统的整体短路电流水平，避免系统短路电流超标。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法，其包括：将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制；将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
进一步，所述短路电流包括总电流与无功电流，所述总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制，包括：
对于总电流，根据换流器的过流能力对有功和无功总电流进行限制，限制值为预先设定的固定值；
对于无功电流，根据交流电压跌落判定交流系统故障AC_Fault出口后进行限流，正常运行时不限制。
进一步，所述将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流，包括：
将一级抑制后的所述短路电流中，从故障发生到交流断路器燃弧前，交流断路器和其它主设备的动稳定电流作为第一阶段短路电流；
将一级抑制后的所述短路电流中，从交流断路器开始燃弧到交流断路器断开，断路器的开断电流作为第二阶段短路电流。
进一步，所述对所述第二阶段短路电流通过加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制的步骤中，所述方法还包括根据交流电压跌落进行所述交流系统故障的判定，其中，判据包括：
条件1：网侧进线电压正序幅值小于第一预设值U_set1，经过防抖延时t1，故障标志位AC_Fault出口；
条件2：网侧进线电压负序幅值大于第二预设值U_set2，经过防抖延时t2，故障标志位AC_Fault出口；
条件3：半基波时间窗预设时间内，任一相进线电压最大值小于第三预设值U_set3，经过防抖延时t3，故障标志位AC_Fault出口。
进一步，所述方法还包括针对所述第一预设值U_set1、所述第二预设值U_set2和所述第三预设值U_set3的整定步骤；所述第一预设值U_set1、所述第二预设值U_set2和所述第三预设值U_set3的整定步骤包括：
通过系统级交流短路电流计算柔直接入后各短路电流的超标站点，计算对应各超标站点三相短路下的正序电压跌落，所述第一预设值U_set1应大于所有超标站点故障后的交流母线电压最大值；
计算各单相短路电流超标站点下的负序电压和故障相电压幅值，所述第二预设值U_set2应大于所有超标站点下的负序电压的最小值；
所述第三预设值U_set3应大于所有超标站点下的单相电压幅值最大值。
进一步，所述对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
所述第一阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大极控dq解耦内环控制器的比例参数，同时减小防抖延时，直到将柔直馈入的交流系统短路电流抑制到安全范围内。
进一步，所述对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
所述第二阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，增大锁相环比例参数，减小防抖延时，和/或减小甚至反向限制后的无功电流参考值，直到将柔直馈入的系统短路电流抑制到安全范围内。
一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制系统，其包括：一级抑制模块，将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制；划分模块，将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；第一阶段二级抑制模块，对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；第二阶段二级抑制模块，对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。
一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。
本发明由于采取以上技术方案，能有效降低交流系统的整体短路电流水平，避免系统短路电流超标。
附图说明
图1是本发明一实施例中混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法流程图；
图2是本发明一实施例中混合级联特高压直流系统拓扑结构图；
图3是本发明一实施例中柔性直流“电流限流+无功电流低压限流”的两级限流策略；
图4是本发明一实施例中U_set1、U_set2、U_set3的整定流程图；
图5是本发明一实施例中抑制短路电流的参数调节和整定流程图。
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的附图，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
如背景技术中所介绍，当受端为强系统时，系统短路电流接近交流断路器的最大开断能力，此时当混合级联系统的多个柔性直流单元分别接入系统的不同交流母线时，由于柔性直流呈电压源特性，在交流系统故障时可向系统馈入短路电流，各柔性直流换流单元馈入的最大短路电流最大可达其额定运行电流的1.1~1.2倍，因此将进一步增大受端电网的短路电流水平，严重时可能造成受端交流电网短路电流超标，设备耐受严重的暂态电流应力，交流断路器存在无法开断的风险。例如，在现有的特高压直流输电工程中，柔直接入后，部分站点出现短路电流超标的问题，若不采取措施抑制柔直馈入交流系统的短路电流，将很大的限制交流系统的运行方式以及增加交流侧相关改造措施的投资，同时限制混合级联直流技术优势的充分发挥。因此，需要研究抑制柔直向系统馈入短路电流的措施。
为了改善上述问题，本发明提供了一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法，该方法将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流+无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制；将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。本发明能有效降低交流系统的整体短路电流水平，避免系统短路电流超标，下面对上述方案进行详细阐述。
本发明提供一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法及系统，包括以下步骤：根据交流断路器的动作过程，将柔直馈入系统的短路电流分为两个阶段，阶段一是从故障发生到交流断路器燃弧前，包含交流线路的保护动作时间和断路器的固有分闸时间，最短为20ms，该阶段交流断路器未开始燃弧，因此主要考核交流断路器和其它主设备的动稳定电流；阶段二是从交流断路器开始燃弧到交流断路器断开，时间为故障发生20ms之后，该阶段交流断路器开始燃弧，主要考核断路器的开断电流。各柔性直流的dq解耦控制器中，在外环输出附加“总电流限流+无功电流低压限流”的两级限流策略。根据交流电压跌落判定交流系统故障的判据为：条件1：网侧进线电压正序幅值小于U_set1；条件2：网侧进线电压负序幅值大于U_set2；条件3：半基波时间窗10ms内，任一相进线电压最大值小于U_set3。对于阶段一的系统短路电流，通过两种方法进行抑制：增大dq解耦内环控制器的比例参数和交流系统故障的判定速度。对于阶段二的系统短路电流，通过四种方法进行抑制：增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值以及加快交流系统故障的判定速度。
在本发明的一个实施例中，提供一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法。本实施例中，如图1所示，该方法包括以下步骤：
1）将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制；
2）将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；
3）对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；
4）对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
上述步骤1）中，各柔性直流的dq解耦控制器中，在外环输出增加总电流限流+无功电流低压限流的两级限流方法，该两级限流方法对两个阶段的短路电流均有抑制作用。
本实施例中，短路电流包括总电流与无功电流，总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制，具体为：
对于有功电流，由于混合级联系统交流系统故障时面临较严重功率盈余问题，需尽可能地耗散有功功率，降低柔直阀的过压和可控自恢复消能装置的能量，因此对有功电流不限制。
对于总电流，为了避免换流器的过流，根据换流器的过流能力对有功和无功总电流进行限制，限制值为预先设定的固定值，本实施例中优选为1~1.2pu；不根据交流电压幅值变化进一步降低限制值。
对于无功电流，无功电流是和系统短路电流叠加的主要分量，根据交流电压跌落判定交流系统故障AC_Fault出口后进行限流，正常运行时不限制。
上述步骤2）中，将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流，具体为：
将一级抑制后的所述短路电流中，从故障发生到交流断路器燃弧前，包含交流线路的保护动作时间和断路器的固有分闸时间，最短为20ms，该阶段交流断路器未开始燃弧，因此主要考核交流断路器和其它主设备的动稳定电流作为第一阶段短路电流；
将一级抑制后的所述短路电流中，，从交流断路器开始燃弧到交流断路器断开，时间为故障发生20ms之后，该阶段交流断路器开始燃弧，因此主要考核断路器的开断电流作为第二阶段短路电流。
上述步骤3）和步骤4）中，对第二阶段短路电流通过加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制的步骤中，还包括根据交流电压跌落进行交流系统故障的判定，其中，判据包括：
条件1：网侧进线电压正序幅值小于第一预设值U_set1，经过防抖延时t1，故障标志位AC_Fault出口；
条件2：网侧进线电压负序幅值大于第二预设值U_set2，经过防抖延时t2，故障标志位AC_Fault出口；
条件3：半基波时间窗预设时间内，任一相进线电压最大值小于第三预设值U_set3，经过防抖延时t3，故障标志位AC_Fault出口。
其中，正序电压幅值由DQ正序分量计算，负序电压幅值由DQ负序分量计算。
在本实施例中，还包括针对所述第一预设值U_set1、所述第二预设值U_set2和所述第三预设值U_set3的整定步骤l第一预设值U_set1、第二预设值U_set2和第三预设值U_set3的整定步骤为：
（1）通过系统级交流短路电流计算柔直接入后各短路电流的超标站点，计算对应各超标站点三相短路下的正序电压跌落，第一预设值U_set1应大于所有超标站点故障后的交流母线电压最大值；
（2）计算各单相短路电流超标站点下的负序电压和故障相电压幅值，第二预设值U_set2应大于所有超标站点下的负序电压的最小值；
（3）第三预设值U_set3应大于所有超标站点下的单相电压幅值最大值。
其中，对于不需要限制短路电流的柔直的母线电压不必计入。
上述步骤3）中，对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，具体为：
第一阶段短路电流无法满足预先设定要求，，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大极控dq解耦内环控制器的比例参数，同时减小防抖延时，直到将柔直馈入的交流系统短路电流抑制到安全范围内。
上述步骤4）中，对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，具体为：
第二阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，增大锁相环比例参数，减小防抖延时，和/或减小甚至反向限制后的无功电流参考值，直到将柔直馈入的系统短路电流抑制到安全范围内。
上述各实施例中，预先设定的要求为系统保证设备安全对柔直的短路电流抑制要求。
实施例：
如图2所示，混合级联特高压直流输电系统送端采用常规特高压直流拓扑，每极均由2个十二脉动常规直流换流器级联构成；受端采用混合级联特高压直流拓扑，每极均由高压端（即800kV~400kV）十二脉动常规直流换流器和低压端（400kV~中性线）多个（图2中所示为3个）并联的柔性直流换流器级联而成，柔性直流换流器采用半桥型模块化多电平换流器，受端常规直流换流器和每个柔性直流换流器均馈入不同的交流母线。
如图3所示，要实现混合级联特高压直流系统的柔性直流馈入系统短路电流的抑制，本发明采用的总电流限流+无功电流低压限流的两级限流方法，对有功电流不限制；对有功和无功总电流进行限制，限制值取为固定值，一般为1~1.2pu，不根据交流电压幅值变化进一步降低限制值；对于无功电流，根据交流电压跌落判定交流系统故障AC_Fault出口后进行限流，正常运行时不限制。
AC_Fault信号是由三个条件取或生成，分别为条件1：网侧进线电压正序幅值小于U_set1，经过防抖延时t1；条件2：网侧进线电压负序幅值大于U_set2，经过防抖延时t2；条件3：半基波时间窗10ms内，任一相进线电压最大值小于U_set3，经过防抖延时t3。其中，正序电压幅值由DQ正序分量计算，负序电压幅值由DQ负序分量计算。
其中，如图4所示，U_set1、U_set2、U_set3的整定方法为：通过交流短路电流计算柔直接入后各三相短路电流的超标站点1...n，对于站点1...n，分别计算柔直换流母线在三相短路故障期间的交流母线电压，分别为U1...Un，U_set1的选取应满足U_set1>max(U1...Un)，其中，对于不需要限制短路电流的柔直母线电压不必计入。计算柔直接入后单相短路电流的超标站点1...m，对于站点1...m，分别计算柔直换流母线在单相短路故障期间的交流母线电压的负序分量U1neg...Umneg，以及故障相电压的幅值U1x...Umx，U_set2的选取应满足U_set2<min(U1neg...Umneg)，U_set3的选取应满足U_set3>max(U1x...Umx)。
然后通过仿真计算各运行方式和各运行点下第一阶段和第二阶段的柔直的短路电流值，如图5所示，若附加控制策略后，任一阶段的短路电流仍然超标，则综合根据两个阶段的短路电流值对四个量进行调整：dq解耦内环控制器的比例参数、电压跌落的判定速度（定值或防抖时间）、锁相环的比例参数、无功限流值。调整的规律为：增大dq解耦内环控制器的比例参数能降低阶段一和阶段二的短路电流；提高电压跌落的判定速度能降低阶段一和阶段二的短路电流；增大锁相环的比例参数能降低阶段二的短路电流，但对阶段一的短路电流无影响；降低无功限流值能降低阶段二的短路电流，但对阶段一的短路电流无影响。按照该影响机理，进行迭代优化，直到将两个阶段的短路电流均限制在安全范围之内。
在本发明的一个实施例中，提供一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制系统，其包括：
一级抑制模块，将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制；
划分模块，将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；
第一阶段二级抑制模块，对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；
第二阶段二级抑制模块，对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
上述实施例中，在一级抑制模块中，短路电流包括总电流与无功电流，总电流限流+无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制，包括：
对于总电流，根据换流器的过流能力对有功和无功总电流进行限制，限制值为预先设定的固定值；
对于无功电流，根据交流电压跌落判定交流系统故障AC_Fault出口后进行限流，正常运行时不限制。
上述实施例中，在划分模块中，将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流，包括：
将一级抑制后的短路电流中，从故障发生到交流断路器燃弧前，交流断路器和其它主设备的动稳定电流作为第一阶段短路电流；
将一级抑制后的短路电流中，从交流断路器开始燃弧到交流断路器断开，断路器的开断电流作为第二阶段短路电流。
上述实施例中，在第一阶段二级抑制模块和第二阶段二级抑制模块中，加快交流系统故障的判定速度中，交流系统故障根据交流电压跌落进行判定，判据包括：
条件1：网侧进线电压正序幅值小于第一预设值U_set1，经过防抖延时t1，故障标志位AC_Fault出口；
条件2：网侧进线电压负序幅值大于第二预设值U_set2，经过防抖延时t2，故障标志位AC_Fault出口；
条件3：半基波时间窗预设时间内，任一相进线电压最大值小于第三预设值U_set3，经过防抖延时t3，故障标志位AC_Fault出口。
其中，还包括针对所述第一预设值U_set1、所述第二预设值U_set2和所述第三预设值U_set3的整定步骤；第一预设值U_set1、第二预设值U_set2和第三预设值U_set3的整定步骤包括：
通过系统级交流短路电流计算柔直接入后各短路电流的超标站点，计算对应各超标站点三相短路下的正序电压跌落，第一预设值U_set1应大于所有超标站点故障后的交流母线电压最大值；
计算各单相短路电流超标站点下的负序电压和故障相电压幅值，第二预设值U_set2应大于所有超标站点下的负序电压的最小值；
第三预设值U_set3应大于所有超标站点下的单相电压幅值最大值。
上述实施例中，在第一阶段二级抑制模块中，对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
第一阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大极控dq解耦内环控制器的比例参数，同时减小防抖延时，直到将柔直馈入的交流系统短路电流抑制到安全范围内。
上述实施例中，在第二阶段二级抑制模块中，对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
第二阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，增大锁相环比例参数，减小防抖延时，和/或减小甚至反向限制后的无功电流参考值，直到将柔直馈入的系统短路电流抑制到安全范围内。
本实施例提供的系统是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。
在本发明一实施例中提供的计算设备，该计算设备可以是终端，其可以包括：处理器(processor)、通信接口(Communications Interface)、存储器(memory)、显示屏和输入装置。其中，处理器、通信接口、存储器通过通信总线完成相互间的通信。该处理器用于提供计算和控制能力。该存储器包括非易失性存储介质、内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序，该计算机程序被处理器执行时以实现一种抑制方法；该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、管理商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。处理器可以调用存储器中的逻辑指令，以执行如下方法：将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制；将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以理解，上述计算设备结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算设备的限定，具体的计算设备可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在本发明的一个实施例中，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制；将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
在本发明的一个实施例中，提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储服务器指令，该计算机指令使计算机执行上述各实施例提供的方法，例如包括：将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对短路电流进一级抑制；将一级抑制后的短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；对第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；对第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制。
上述实施例提供的一种计算机可读存储介质，其实现原理和技术效果与上述方法实施例类似，在此不再赘述。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法，其特征在于，包括：
将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制；
将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；
对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；
对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；
所述短路电流包括总电流与无功电流，所述总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制，包括：
对于总电流，根据换流器的过流能力对有功和无功总电流进行限制，限制值为预先设定的固定值；
对于无功电流，根据交流电压跌落判定交流系统故障AC_Fault出口后进行限流，正常运行时不限制；
所述将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流，包括：
将一级抑制后的所述短路电流中，从故障发生到交流断路器燃弧前，交流断路器和其它主设备的动稳定电流作为第一阶段短路电流；
将一级抑制后的所述短路电流中，从交流断路器开始燃弧到交流断路器断开，断路器的开断电流作为第二阶段短路电流；
所述对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
所述第一阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，同时减小防抖延时，直到将柔直馈入的交流系统短路电流抑制到安全范围内；
所述对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
所述第二阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，增大锁相环比例参数，减小防抖延时，和/或减小甚至反向限制后的无功电流参考值，直到将柔直馈入的系统短路电流抑制到安全范围内。
2.如权利要求1所述混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法，其特征在于，所述对所述第二阶段短路电流通过加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制的步骤中，所述方法还包括根据交流电压跌落进行所述交流系统故障的判定，其中，判据包括：
条件1：网侧进线电压正序幅值小于第一预设值U_set1，经过防抖延时t1，故障标志位AC_Fault出口；
条件2：网侧进线电压负序幅值大于第二预设值U_set2，经过防抖延时t2，故障标志位AC_Fault出口；
条件3：半基波时间窗预设时间内，任一相进线电压最大值小于第三预设值U_set3，经过防抖延时t3，故障标志位AC_Fault出口。
3.如权利要求2所述混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制方法，其特征在于，所述方法还包括针对所述第一预设值U_set1、所述第二预设值U_set2和所述第三预设值U_set3的整定步骤；
所述第一预设值U_set1、所述第二预设值U_set2和所述第三预设值U_set3的整定步骤包括：
通过系统级交流短路电流计算柔直接入后各短路电流的超标站点，计算对应各超标站点三相短路下的正序电压跌落，所述第一预设值U_set1应大于所有超标站点故障后的交流母线电压最大值；
计算各单相短路电流超标站点下的负序电压和故障相电压幅值，所述第二预设值U_set2应大于所有超标站点下的负序电压的最小值；
所述第三预设值U_set3应大于所有超标站点下的单相电压幅值最大值。
4.一种混合直流柔直换流阀交流侧短路电流抑制系统，其特征在于，包括：
一级抑制模块，将柔直馈入交流系统的短路电流，通过总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制；
划分模块，将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流；
第一阶段二级抑制模块，对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；
第二阶段二级抑制模块，对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制；
所述短路电流包括总电流与无功电流，所述总电流限流及无功电流低压限流的两级限流方法对所述短路电流进一级抑制，包括：
对于总电流，根据换流器的过流能力对有功和无功总电流进行限制，限制值为预先设定的固定值；
对于无功电流，根据交流电压跌落判定交流系统故障AC_Fault出口后进行限流，正常运行时不限制；
所述将一级抑制后的所述短路电流根据交流断路器的动作过程，分为第一阶段短路电流和第二阶段短路电流，包括：
将一级抑制后的所述短路电流中，从故障发生到交流断路器燃弧前，交流断路器和其它主设备的动稳定电流作为第一阶段短路电流；
将一级抑制后的所述短路电流中，从交流断路器开始燃弧到交流断路器断开，断路器的开断电流作为第二阶段短路电流；
所述对所述第一阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数和加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
所述第一阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，同时减小防抖延时，直到将柔直馈入的交流系统短路电流抑制到安全范围内；
所述对所述第二阶段短路电流通过增大dq解耦内环控制器的比例参数、增大锁相环比例参数、减小无功限流值和/或加快交流系统故障的判定速度进行二级抑制，包括：
所述第二阶段短路电流无法满足预先设定要求，则在满足交流系统不发生振荡和保证交流系统故障穿越能力的前提下，增大dq解耦内环控制器的比例参数，增大锁相环比例参数，减小防抖延时，和/或减小甚至反向限制后的无功电流参考值，直到将柔直馈入的系统短路电流抑制到安全范围内。
5.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行如权利要求1至3所述方法中的任一方法。
6.一种计算设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1至3所述方法中的任一方法的指令。
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