CN116961073A - 一种减小换相失败期间功率淤积的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减小换相失败期间功率淤积的方法，所述方法包括：在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升并创造电流通路，以减少直流系统功率淤积；其中，在所述抑制阶段：交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。本发明有效地减小了换相失败期间功率淤积。
Description
技术领域
本发明属于高压直流输电系统技术领域，特别涉及一种减小换相失败期间功率淤积的方法及系统。
背景技术
随着电力系统的发展，高压直流输电技术以其远距离、大容量输电上的优势而备受青睐，其中传统电网换相换流器直流输电技术(Line-Commutated Converter basedhigh voltage direct current,LCC-HVDC)在这方面的优势更加明显。但是，由于传统电网换相换流器中采用了晶闸管这种只能控制导通无法控制关断的半控器件，因此在交流电网系统短路故障时存在换相失败的固有问题，换相失败期间将导致严重的直流系统电流电压的剧烈振荡，电流将快速攀升，而电压有可能降至低值，而送端输出的功率在短时间内无法调整，直流系统送出功率的能力下降，导致直流系统的剧烈功率振荡和功率淤积。而目前，对于如何减小功率淤积是一大难题。
因此，需要设计一种减小换相失败期间功率淤积的方法及系统，以解决上述技术问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种减小换相失败期间功率淤积的方法，所述方法包括：
在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升并创造电流通路，以减少直流系统功率淤积；
其中，在所述抑制阶段：
交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。
进一步地，在创造电流通路后，直流电压值降落至第一定值。
进一步地，在创造电流通路后，可输送功率增加。
进一步地，在抵御阶段，控制进行抵御连续换相失败，其中，
在所述抵御阶段：
电流减小，可输送功率降低至第二定值，其中，第二定值大于0。
进一步地，在恢复阶段，直流系统的大额功率下降幅度被抑制，以使直流系统功率加速恢复，其中，
在所述恢复阶段：
连续换相失败恢复时，可输送功率开始恢复。
进一步地，所述第一定值大于0。
另一方面，本发明还提供一种减小换相失败期间功率淤积的系统，所述系统包括：
抑制模块，用于在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升；
创造模块，用于在抑制短路故障电流异常上升时，创造电流通路，以减少直流系统功率淤积；
其中，在所述抑制阶段：
交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。
进一步地，在创造电流通路后，直流电压值降落至第一定值，其中，第一定值大于0。
进一步地，在创造电流通路后，可输送功率增加。
进一步地，在抵御阶段，连续换相失败被抵御，其中，
在所述抵御阶段：
发生连续换相失败，且电流减小，可输送功率降低至第二定值，其中，第二定值大于0。
本发明提供了一种减小换相失败期间功率淤积的方法及系统，通过利用可关断阀，抑制短路故障电流异常上升和创造电流通路，从而减少了直流系统功率淤积。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1示出了根据本发明实施例的一种减小换相失败期间功率淤积的方法的流程图。
图2示出了根据本发明实施例的电网换相换流器中采用晶闸管阀时的直流系统功率在t1-t3阶段的变化图。
图3示出了根据本发明实施例的电网换相换流器中采用可关断阀时的直流系统功率在T1-T3阶段的变化图。
图4示出了根据本发明实施例的一种减小换相失败期间功率淤积的系统的流程图。
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中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在交流电网系统短路故障时，换相失败期间功率变化趋势如图1所示，可以看出，换相失败导致系统功率Pd(单位为pu,是标幺值)输送下降与振荡，即在t1阶段，功率输送下降至0，而在t3阶段，功率输送从0开始恢复，从而形成功率在t1-t3阶段振荡。
且总体上：
1、系统功率下降的幅度较大：示例性的，如图1所示的，系统功率从t1阶段的初始阶段由1pu并以图1中曲线的形式，到t1阶段的末阶段(t1阶段的末阶段为t2阶段的初始阶段)下降至0。
2、功率恢复的速度较慢：示例性的，如图1所示的，系统功率需要经过一个t2阶段(在t2阶段，功率一直处于为0的状态)，才开恢复，即在t2阶段的末阶段(t2阶段的末阶段为t3阶段的初始阶段)开始从0恢复，且系统功率以图1中曲线的形式，缓慢的恢复，并最终在t3阶段的末阶段恢复至1pu。
在换相失败期间，t1-t3期间的具体过程为：
t1：短路故障发生，电网换相换流器中的晶闸管阀无法抑制断路故障电流的上升，直流电压(即直流母线电压)迅速跌落至0甚至负值，可输送功率(送端换流器送出的功率)快速降落；
t2：发生连续换相失败，直流电流(即直流母线电流)以一定的速度减小(由于直流系统存在的VDCOL控制器等，一定程度上控制了电流的变化)，此过程可输送功率很小(接近0pu)；
t3：连续换相失败恢复过程，此过程中可输送功率开始慢慢恢复；
在t1-t3期间的具体过程，可以明显看出，可输送功率发生了大幅的降落过程，而送端输出(所有直流输电系统的送端换流器所处的送端换流站，往往是位于大型火电、水电基地或新能源基地等)的功率在短时间内无法调整，因此直流系统内产生大额的功率淤积。
针对于此，如图1所示的，本发明提供了一种减小换相失败期间功率淤积的方法，其中，在实施例中，电网换相换流器中的晶闸管阀采用可关断阀进行替换。
下面对本实施例中的方法进行详细的描述。
在本实施例中，如图2所示的，一种减小换相失败期间功率淤积的方法包括：
在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升并创造电流通路，以减少直流系统功率淤积，具体的：
需要说明的是，所述抑制阶段，即图3中的T1阶段，在所述抑制阶段：交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。
由于可关断阀具有关断能力，因此，在上述的t1阶段，即短路故障发生后，通过利用可关断阀的关断能力，即控制可关断阀关断，从而可抑制短路故障电流异常上升。
在本实施例中，还可利用可关断阀创造电流通路，从而使得直流电压值降落至第一定值(第一定值大于0)，即直流电压不会降落至0。在利用可关断阀创造电流通路后，可输送功率增加，减少了直流系统功率淤积。
在本实施例中，在利用可关断阀抑制短路故障电流异常上升并创造电流通路后，示例性的，形成了如图3所示的T1阶段，在该T1阶段，系统功率从T1阶段的初始阶段由1pu并以图3中曲线的形式，到T1阶段的末阶段(T1阶段的末阶段为T2阶段的初始阶段)下降至0.5pu(图3中0.5只是一个示意值，其为了表达不会像之前降到接近于0的值，而是会维持在一个0-1pu之间的值，不会接近于0)。
在本实施例中，所述抵御阶段，是一个换相失败被抵御的过程(若换相失败未被抵御，则直流电压和可输送功率会降至0，因此，在图3中的T2阶段，可以看出，连续换相失败被抵御)。连续换相失败被抵御，从而形成了图3中的T2阶段(T2阶段的初始阶段为T1阶段的末阶段)。在图3中的T2阶段，电流减小，可输送功率降低至第二定值(大于0且不会接近于0，是维持在一个0-1pu之间的值)，在T2阶段(即从T2阶段的初始阶段到末阶段)系统功率，始终保持在0.5pu，可以从图3中看出，在利用可关断阀的情况下，增大了故障期间的可输送功率(如图3所示意的，可输送功率为0.5pu，但不一定是0.5pu，保持大于0且不会接近于0，是维持在一个0-1pu之间的值)，从而最终减小了直流系统功率淤积。
因为在本实施例中，在上述t1阶段已经抑制了故障电流上升，形成了如图3所示的T1阶段，因此相比于上述的t2阶段，本实施例中，电流将以更快的速度恢复到正常运行值，从而进一步缩短t2阶段的时间，即缩短了上述t2阶段发生连续换相失败的时间(从图3中所示的T2阶段可以看出，本实施例中的T2阶段相比于上述的t2阶段，时间缩短了)，从而更快进入上述t3过程，即更快的进入连续换相失败恢复过程。
在本实施例中，在更快进入连续换相失败恢复过程后(即图中的T3阶段对应的恢复阶段，其中，T3阶段初始阶段为T2末阶段)，抑制直流系统的大额功率(输送功率)下降幅度(由于可关断阀的关断能力阻断了换相失败，从而不会使得短时的功率降至0)。其中，在所述恢复阶段为：连续换相失败恢复时，可输送功率开始恢复。
因为直流系统的大额功率下降幅度被抑制了，因此，也使直流系统功率加速恢复，即从在图3中所示的T3阶段可以看出，T3阶段的时间相比于上述的t3，时间缩短了，且在T3阶段的初始阶段，直流系统功率从0.5pu恢复至1pu。
另一方面，如图4所示的，本发明还提供一种减小换相失败期间功率淤积的系统，所述系统包括：
抑制模块，用于在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升；
创造模块，用于在抑制短路故障电流异常上升时，创造电流通路，以减少直流系统功率淤积；
其中，在所述抑制阶段：
交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。
在本实施例中，一种减小换相失败期间功率淤积的系统中各部分模块的功能以及实现方式与一种减小换相失败期间功率淤积的方法各个步骤实现的功能以及实现方式对应一致，因此，此处不再赘述。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种减小换相失败期间功率淤积的方法，所述方法包括：
在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升并创造电流通路，以减少直流系统功率淤积；
其中，在所述抑制阶段：
交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。
2.根据权利要求1所述的一种减小换相失败期间功率淤积的方法，其中，在创造电流通路后，直流电压值降落至第一定值。
3.根据权利要求2所述的一种减小换相失败期间功率淤积的方法，其中，在创造电流通路后，可输送功率增加。
4.根据权利要求3所述的一种减小换相失败期间功率淤积的方法，其中，在抵御阶段，控制进行抵御连续换相失败，其中，
在所述抵御阶段：
电流减小，可输送功率降低至第二定值，其中，第二定值大于0。
5.根据权利要求4所述的一种减小换相失败期间功率淤积的方法，其中，在恢复阶段，直流系统的大额功率下降幅度被抑制，以使直流系统功率加速恢复，其中，
在所述恢复阶段：
连续换相失败恢复时，可输送功率开始恢复。
6.根据权利要求2-5任一项所述的一种减小换相失败期间功率淤积的方法，其中，所述第一定值大于0。
7.一种减小换相失败期间功率淤积的系统，所述系统包括：
抑制模块，用于在抑制阶段，抑制短路故障电流异常上升；
创造模块，用于在抑制短路故障电流异常上升时，创造电流通路，以减少直流系统功率淤积；
其中，在所述抑制阶段：
交流电网系统发生短路故障且直流电压跌落。
8.根据权利要求7所述的一种减小换相失败期间功率淤积的系统，其中，在创造电流通路后，直流电压值降落至第一定值，其中，第一定值大于0。
9.根据权利要求8所述的一种减小换相失败期间功率淤积的系统，其中，在创造电流通路后，可输送功率增加。
10.根据权利要求7-9任一项所述的一种减小换相失败期间功率淤积的系统，其中，在抵御阶段，连续换相失败被抵御，其中，
在所述抵御阶段：
发生连续换相失败，且电流减小，可输送功率降低至第二定值，其中，第二定值大于0。
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