CN116960953A - 一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置，本发明以基于矢量化控制的双闭环控制结构中的内环电流给定值为被控对象，在检测到逆变站并网点电压异常时，通过改变内环电流给定值使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，在最大程度减小直流侧电压波动的基础上将对交流电网的无功支撑能力发挥到最大，从而可抑制柔直换流站直流母线电压波动，实现高低压故障穿越。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置，属于电网输电技术领域。
背景技术
我国的新能源发电系统多采用集中并网、远距离输送的消纳方式，尤其是海上风电等的输送，通常需要通过柔直换流站与电网相连，非工频交流电先经过柔直换流站的整流站转换为同一电压等级的直流电，再通过柔直换流站的逆变站将直流电转换为能够并入电网的交流电。两大区域交流电网互联时，为隔绝两端电网相互之间的不利影响，通常也通过柔直换流站相互连接。
在这一结构中，送入柔直换流站与柔直换流站输出功率不平衡关系将体现在柔直换流站内部电容电压的变化上，电压的波动超过安全范围时将会自动切机脱网运行。在高压交流输电中，暂态短路等故障易引发低压故障穿越，继而触发无功补偿装置动作，而补偿装置受限于控制策略等因素，往往延迟滞后。因此，随着故障消除、电压恢复，补偿装置不能被及时切除，导致无功过剩，继而引发电网的瞬时高电压。随着柔直换流站应用场景的增加，故障状态下触发的柔直换流站规模性脱网，无疑会给电力系统造成巨大的功率缺口或潮流转变，进而引发一系列连锁反应，危害电网的安全运行。因此，需要柔直换流站具有一定的故障穿越能力，即在交流电网电压发生暂态跌落或升高时维持直流电压的相对稳定在一定时间内保持并网运行，并在故障穿越期间对交流电网提供感性或容性的无功支撑，帮助电网电压的恢复正常。
综上所述，如何实现柔直换流站的高低压故障穿越能力成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，包括：
获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；
若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
改变当前的内环电流给定值的过程包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0；其中，ic′1dref为改变后的逆变站直轴电流，ic1dref为当前逆变站直轴电流，ic′1qref为改变后的逆变站交轴电流，Icmax为最大电流限幅值，ic′2dref为改变后的整流站直轴电流，ic2dref为当前整流站直轴电流，ug1为与逆变站并网点电压，uN为交流电网的额定电压幅值，ic′2qref为改变后的整流站交轴电流；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0；其中，Icmin为最小电流限幅值；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，ic′1dref＝Icmax，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，逆变站直轴电流越下限，ic′1dref＝Icmin，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0；其中，V1<V2<V3<V4。
一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，包括：
异常检测模块，获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；
参考电流切换模块，若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
参考电流切换模块，包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
参考电流切换模块中，改变当前的内环电流给定值的过程包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0；其中，ic′1dref为改变后的逆变站直轴电流，ic1dref为当前逆变站直轴电流，ic′1qref为改变后的逆变站交轴电流，Icmax为最大电流限幅值，ic′2dref为改变后的整流站直轴电流，ic2dref为当前整流站直轴电流，ug1为与逆变站并网点电压，uN为交流电网的额定电压幅值，ic′2qref为改变后的整流站交轴电流；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0；其中，Icmin为最小电流限幅值；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，ic′1dref＝Icmax，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，逆变站直轴电流越下限，ic′1dref＝Icmin，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0；其中，V1<V2<V3<V4。
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柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由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柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法的指令。
本发明所达到的有益效果：本发明以基于矢量化控制的双闭环控制结构中的内环电流给定值为被控对象，在检测到逆变站并网点电压异常时，通过改变内环电流给定值使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，在最大程度减小直流侧电压波动的基础上将对交流电网的无功支撑能力发挥到最大，从而可抑制柔直换流站直流母线电压波动，实现高低压故障穿越。
附图说明
图1为柔直换流站直流部分等效电路图；
图2为两端电网经柔直换流站相连拓扑结构图；
图3为风电机组低电压故障穿越标准；
图4为柔直换流站故障穿越整体控制策略框架图；
图5为故障穿越控制逻辑框架图；
图6为内环电流给定值改变图；
图7为工况3，工况5下采用故障穿越策略前后直流电压响应对比图；
图8为工况2，工况6下采用故障穿越策略前后直流电压响应对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，为柔直换流站直流部分等效电路图，柔直换流站的直流侧只传送有功；其中，Pr为输入换流站的有功功率，Pg为送出换流站的有功功率，C为并联在柔直换流站直流母线两端的电容，用于保持直流侧电压的相对稳定，Udc为电容两端电压，由功率守恒可知：
稳态时，Pr＝Pg，直流侧电压保持恒定，Pr和Pg又分别可与交流侧三相电压建立关联，以Pg为例：
其中，ugd、ugq分别为并网点测量的三相电压经过park变换得到直轴分量和交轴分量，igd、igq分别为并网点测量的三相电流经过park变换得到直轴分量和交轴分量。
为便于控制，并实现解耦控制，通常将电网电压ug定在d轴上，令ugq＝0，ugd＝ug。ug代表两相旋转坐标系下的电压矢量，上式可表示为：
当功率输入换流站侧交流电网三相电压跌落时，电网电压由ug瞬间降低至u′g，为维持Pg一定，需将电网电流的直轴分量igq相应提高至i′gq，然而由于控制器的限流作用实际电网电流最多达到i′g′q，其中i′g′q＜i′gq则有：
Pr＝Pg＝u′gi′gd＞u′gi′g′d＝Pg′
此时直流母线电压上升。同理，电网三相电压升高时，直流母线电压降低。
柔直换流站的应用场合如图2所示，该系统包含交流电网1、交流电网2、升压变压器、降压变压器、柔直换流站等部分，每个单元按照图相连，直流母线电压成为衡量系统稳定运行的关键指标。其中，udc表示直流母线电压，ug和uc分别表示并网点电压和换流器端口电压，VSC1为逆变站，VSC2为整流站，有功功率的流动方向为从右向左,逆变站采用定电压控制，整流站采用定功率控制。
基于上述系统，一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，可以包括以下步骤：
步骤1，获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测。
步骤2，若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡；其中，内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
上述方法以基于矢量化控制的双闭环控制结构中的内环电流给定值为被控对象，在检测到逆变站并网点电压异常时，通过改变内环电流给定值使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，在最大程度减小直流侧电压波动的基础上将对交流电网的无功支撑能力发挥到最大，从而可抑制柔直换流站直流母线电压波动，实现高低压故障穿越。
图3为我国风电机组的低电压故障穿越(Low Voltage Ride Through，LVRT)要求标准，折线下面的部分是风电机组在发生并网点电压跌落时可以脱网运行的情况，折线上面的部分是风电机组发生并网点电压跌落时需要不脱网连续运行的情况。由图3可知我国标准要求风电场并网点电压跌落至20％标称电压时，风电场内风电机组能够保证不脱网运行625ms；风力发电机组电压在发生跌落后2s内能够恢复到标称电压的90％时，风力发电机能够保证不脱网连续运行。因此在并网点电压发生不超过80％标称电压跌落时都应该保证不脱网运行。而对于高电压故障穿越(High Voltage Ride Through，HVRT)而言，我国还未对此作出明确规定。但鉴于并网点电压过高时会破坏输电线路的绝缘，姑且假定并网点电压升高至不超过130％标称电压时，柔直换流站能够保证不脱网运行。
见图4，系统主拓扑结构与图2相同，定义有功功率的流动方向为从右向左,VSC1为逆变站，VSC2为整流站，R1L1和R2L2分别为VSC1和VSC2两端的线路阻抗，ug1和ug2分别为交流电网1和交流电网2的并网点电压，Pref和Qref为有功与无功功率控制的给定值，P和Q为并网点有功与无功功率的测量值，Udcref为直流母线电压的给定值，S1、S2、S3、S4分别为控制逆变侧直轴电流、逆变侧交轴电流、整流侧直轴电流、整流侧交轴电流的参考电流切换模块(即改变内环电流给定值的切换开关)。
经过功率外环得到逆变站直轴电流ic1dref、逆变站交轴电流ic1qref、整流站直轴电流ic2dref、整流站直轴电流ic2qref四个分量的给定值。发生故障穿越时，直接对内环电流给定值进行修改，分别生成逆变侧直轴电流、逆变侧交轴电流、整流侧直轴电流、整流侧交轴电流新的参考值电流，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
改变当前的内环电流给定值的过程，见图5、6和表1，具体如下：
1)若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
2)若需要进行低电压穿越(LVRT)、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0，即工况5；其中，ic′1dref为改变后的逆变站直轴电流，ic1dref为当前逆变站直轴电流，ic′1qref为改变后的逆变站交轴电流，Icmax为最大电流限幅值，ic′2dref为改变后的整流站直轴电流，ic2dref为当前整流站直轴电流，ug2为与整流站并网点电压，uN为交流电网的额定电压幅值，ic′2qref为改变后的整流站交轴电流；
3)若需要进行低电压穿越、且换流站并网点电压低于V2但高于V1，此时整流站直轴电流达到下限，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0，即工况6；其中，Icmin为最小电流限幅值；
4)若需要进行低电压穿越、且换流站并网点电压低于V1，此时整流站直轴电流达到下限，逆变站直轴电流达到上限，ic′1dref＝Icmax，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0，即工况7；
5)若需要进行高电压穿越、且换流站并网点电压低于V3，此时当前整流站直轴电流不越上限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0，即工况3；
6)若需要进行高电压穿越(HVRT)、且逆变站并网点电压高于V3但小于V4，此时整流站直轴电流越上限，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0，即工况2；
7)若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，此时整流站直轴电流越上限且逆变站直轴电流越下限，ic′1dref＝Icmin，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0，即工况1；其中，V1<V2<V3<V4。
表1故障穿越控制规则表
无论何种工况，ic′2qref始终为0，ic′1qref则根据低压故障穿越还是高压故障穿越，利用逆变站剩余容量向故障端电网提供感性和容性无功，即受端电网无功电流分量值的设定上，在额定状态下其值设定为零，在发生交流电网电压故障时通过改变无功电流分量的给定值，使受端换流站向电网中注入感性无功或容性无功，从而帮助电网电压恢复正常。
最常见的故障情况是工况3和工况5。电压跌落或升高程度较大时会出现一端换流站越限的情况，即工况2和工况6。两个换流站的直轴电流都越限的情况极少出现，即工况1和工况7，只有当交流电网电压严重跌落或升高和换流站容量配置不合理才会出现。
两端柔性直流输电的换流站采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，电流内环控制结构是相同的，均为基于比例积分环节的直接电流控制策略。功率外环则根据换流站功能需求的差异采用不同的控制策略。外环控制中，直轴电流分量可以与有功功率和母线电压建立联系，交轴电流分量可以与各自端传输的无功功率建立联系。通常情况下，柔直换流站采取一端控制直流电压另一端控制其传输有功功率大小的，两端分别控制各自端传输的无功功率的控制策略。在正常运行状态下，为了充分利用柔直换流站的容量，换流器两端分别以单位功率运行，需要进行故障穿越时由故障端换流站向交流电网提供无功支撑，变动较大，因此本发明不考虑交轴分量的限幅问题。而由直轴分量控制的有功负荷在正常运行状态下不会发生过大的波动，当负荷波动过大时表明电网可能出现，此时柔直换流站退出运行，因此需要对直轴分量进行限幅。在本发明提出的故障穿越策略中，整流站和逆变站的容量相等，各自直轴电流的限幅值等于换流站并网运行时的最大容量和最小容量。
当交流电网电压异常发生在定功率控制的一端时，该端换流站由于限幅的影响而不能传输给定的功率。而定电压端换流站未受影响，监测到直流电压有变化趋势时，能够通过改变定电压侧直轴电流的大小改变其传输功率的大小。使电容两端功率达到新的平衡，因此无需故障穿越措施。而当交流电网电压异常发生在定电压控制的一端时，该端直轴电流的幅值将达到限幅值而仍无法将直流母线电压稳定在给定值。发生低压故障穿越时，直流侧电压将会持续上升直至故障清除，故障时间越长直流侧电压升高的幅度越大，期间很可能触发保护装置动作切机；发生高压故障穿越时，母线电压会持续下降直至故障清除，故障时间越长直流侧电压下降的幅度越大。但随着故障的消除，在调节母线电压回归正常值的过程中会发生的母线电压的超调现象使母线电压的瞬时值过高而触发保护装置动作切机。因此无论发生定电压换流站一端的交流电网发生高压故障还是低压故障，都需要采取措施进行故障穿越。
由上述分析可知，故障穿越的关键在于减小直流母线电压的波动。在定电压控制端的功率外环中，直轴电流的给定值突变越大，调节过程中直流电压的超调量越大，重新达到稳定的时间越长。定电压控制端越少参与故障穿越中直轴电流的调节过程，直流侧电压的波动越小。因此应尽可能减少定电压控制端直轴电流分量的突变，主要依靠改变定功率换流站输送的有功功率，使功率达到再平衡。当完全依靠定功率换流站已经不能使电容两端功率达到新的平衡时，再改动定电压换流站的直轴电流参考值进行微调。在全过程中，为充分利用定功率端换流站的容量，定功率控制端的交轴分量始终为0。再根据定电压端换流站直轴电流的大小确定交轴电流的大小，利用换流器剩余的容量向故障电网发出或吸收感性无功，以加快瞬时故障下电网电压的恢复速度。
传统故障穿越策略往往首先考虑的是对电网的无功支撑，再利用剩余容量进行功率给定值的补偿，在功率外环中叠加一个有功功率的补偿值，且多针对低压故障穿越工况进行设计。本发明在此基础上作出三点改进，进而提出一种新的故障穿越方法：
(1)优先对有功功率的不平衡量进行补偿，再考虑对电网的无功支撑问题；
(2)直接在电流内环上改动直轴电流的给定值；
(3)同时考虑高低压故障穿越的情况；
理由如下：(1)将改变内环电流有功分量的优先级置于无功分量之前，在换流站容量一定的前提下有助于提高直流侧电压调整的控制裕度，使调整后的直流侧电压尽可能接近额定值；柔直换流站的容量有限，优先对电网进行无功支撑后，有功功率的调节范围将减小，从而增大直流母线电压的波动以及柔直换流站切机脱网的风险，且通过向交流电网提供无功支撑以改变电网端口电压只能起到间接性的效果，不能够对大电网端口电压产生显著的影响；(2)有功功率的给定值Pref与有功功率的测量值P的差值经过一个比例积分控制器生成内环电流的参考值icdref，与直接改变内环电流的参考值icdref相比，改变给定值Pref的这种方式需要多经过一个测量模块和控制器，增加了响应的时长，减小了响应的精度；(3)近年来发生的风机脱网事故愈发呈现出“系统反复震荡，高低压连续脱网”的特点，有必要将通常出现在低压故障穿越之后的高压故障工况考虑在内。
忽略柔直换流站本身的功率损耗，本发明实现故障穿越的基本思路是：出现在定电压换流站侧交流电网电压异常而产生的功率盈余或缺口，由定功率换流站通过改变其电流内环中直轴分量补齐，或在充分利用换流站容量的前提下尽可能减小两者的差值以平抑直流电压的波动。具体来讲，是在充分利用换流站容量的前提下以逆变站直轴电流ic1dref不变为首要目标，以对交流电网电压进行无功支撑为次要目标。针对不同的故障电压特征，与电流越限问题相结合。通过改变逆变站直轴电流ic1dref、逆变站交轴电流ic1qref、整流站直轴电流ic2dref、整流站直轴电流ic2qref四个分量的给定值，从而实现故障穿越。
在Matlab仿真软件中搭建的柔直换流站模型，模型中直流母线额定电压为800KV，交流电网额定线电压为500KV，传送的额定有功功率为5000MW。设定电网三相电压在1s-1.5s期间发生0.3pu的跌落，在3s-3.5s期间发生0.1pu的升高。此时整流站的直轴电流未发生越限，逆变站的直轴电流不变，用来模拟工况3和工况5的情况。再设定电网三相电压在1s-1.5s期间发生0.5pu的跌落，在3s-3.5s期间发生0.2pu的升高，此时整流站的直轴电流分别达到了下限和上限，逆变站的直轴电流开始发生改变，用来模拟工况2和工况6的情况。以最常出现的4种工况为例，以验证上述方法的有效性，仿真结果如图7和8所示。可见在采取上述方法后，直流电压的波动产生了显著的减小，从而验证了本发明的有效性。
基于相同的技术方案，本发明还公开了上述方法的软件装置，一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，具体包括：
异常检测模块，获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测。
参考电流切换模块，若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡；其中，内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
参考电流切换模块中，改变当前的内环电流给定值的过程包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0；其中，ic′1dref为改变后的逆变站直轴电流，ic1dref为当前逆变站直轴电流，ic′1qref为改变后的逆变站交轴电流，Icmax为最大电流限幅值，ic′2dref为改变后的整流站直轴电流，ic2dref为当前整流站直轴电流，ug1为与逆变站并网点电压，uN为交流电网的额定电压幅值，ic′2qref为改变后的整流站交轴电流；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0；其中，Icmin为最小电流限幅值；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，ic′1dref＝Icmax，ic′2dref＝Icmin，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，ic′1dref＝ic1dref，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，逆变站直轴电流越下限，ic′1dref＝Icmin，ic′2dref＝Icmax，ic′2qref＝0。
基于相同的技术方案，本发明还公开了一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由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柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法的指令。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
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。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，其特征在于，包括：
获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；
若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
2.根据权利要求1所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，其特征在于，若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
3.根据权利要求1或2所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，其特征在于，内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
4.根据权利要求3所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，其特征在于，改变当前的内环电流给定值的过程包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，其中，i′c1dref为改变后的逆变站直轴电流，ic1dref为当前逆变站直轴电流，i′c1qref为改变后的逆变站交轴电流，Icmax为最大电流限幅值，i′c2dref为改变后的整流站直轴电流，ic2dref为当前整流站直轴电流，ug1为与逆变站并网点电压，uN为交流电网的额定电压幅值，i′c2qref为改变后的整流站交轴电流；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，i′c2dref＝Icmin，i′c2qref＝0；其中，Icmin为最小电流限幅值；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，i′c1dref＝Icmax，i′c2dref＝Icmin，i′c2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，i′c1dref＝ic1dref，i′c2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，i′c2dref＝Icmax，i′c2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，逆变站直轴电流越下限，i′c2dref＝Icmax，i′c2qref＝0；其中，V1<V2<V3<V4。
5.一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，其特征在于，包括：
异常检测模块，获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；
参考电流切换模块，若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
6.根据权利要求5所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，其特征在于，参考电流切换模块，包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
7.根据权利要求5或6所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，其特征在于，内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
8.根据权利要求7所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，其特征在于，参考电流切换模块中，改变当前的内环电流给定值的过程包括：
若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，i′c1dref＝ic1dref，i′c2qref＝0；其中，i′c1dref为改变后的逆变站直轴电流，ic1dref为当前逆变站直轴电流，i′c1qref为改变后的逆变站交轴电流，Icmax为最大电流限幅值，i′c2dref为改变后的整流站直轴电流，ic2dref为当前整流站直轴电流，ug1为与逆变站并网点电压，uN为交流电网的额定电压幅值，i′c2qref为改变后的整流站交轴电流；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，i′c2dref＝Icmin，i′c2qref＝0；其中，Icmin为最小电流限幅值；
若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，i′c1dref＝Icmax，i′c2dref＝Icmin，i′c2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，i′c1dref＝ic1dref，i′c2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，i′c2dref＝Icmax，i′c2qref＝0；
若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，逆变站直轴电流越下限，i′c1dref＝Icmin，i′c2dref＝Icmax，i′c2qref＝0；其中，V1<V2<V3<V4。
9.一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根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
10.一种计算设备，其特征在于：包括，
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由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根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。
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