一种柔性直流输电系统低压限流方法技术方案

本发明专利技术公开一种柔性直流输电系统低压限流方法，该方法检测柔性直流输电系统的交流侧电压及电流，当交流侧发生典型故障时，出现一相、两相或者三相电压过低的现象，本发明专利技术设计的一种低压限流的优化控制方法，通过不同的电压点设置不同的系统输出电流限值，实现系统的故障穿越及故障后的系统的稳定运行。

A Low Voltage Current Limiting Method for Flexible HVDC System

The invention discloses a low voltage current limiting method for flexible HVDC transmission system. The method detects AC side voltage and current of flexible HVDC transmission system. When typical faults occur on AC side, one-phase, two-phase or three-phase voltage is too low. An optimized control method of low voltage current limiting designed by the invention sets different output current limits of the system through different voltage points. Value, to achieve the system's fault traversal and stable operation of the system after the fault.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电系统低压限流方法
本专利技术涉及电力系统柔性直流输电
，具体涉及一种柔性直流输电系统低压限流方法。
技术介绍
柔性直流输电系统采用电压源型换流器，可以独立、快速控制系统的有功功率和无功功率，从而提高系统的稳定性，抑制系统频率和电压的波动，提高交流系统的稳态性能。柔性直流输电系统与交流系统相连，当交流系统发生单相接地、两相短路、两相接地、三相短路等故障时，交流电压降低，由于控制系统采样及控制系统的延时，柔性直流输电系统的输出电流瞬间增大，之后柔性直流输电系统开始交流故障穿越，达到故障下的稳定状态，此时，电流相比正常时大很多。故障恢复时，由于控制系统及采样的延时，导致柔性直流输电系统输出的电流比故障期间的稳态电流更大，从而可能引起系统的过流保护跳闸，影响系统的稳定运行。现有的文章及专利，多是讨论基于晶闸管的高压直流输电系统的低压限流问题，而高压直流输电系统的低压限流，限制的是直流电流。对于柔性直流输电系统，有必要寻找一种用于柔性直流输电系统交流系统故障时低压限流的方法，解决交流系统故障时，电流过大导致系统跳闸的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术不足,提供一种柔性直流输电系统低压限流方法，解决交流系统故障时，电流过大导致系统跳闸的问题，保证系统的稳定运行。为了达成上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术公开了一种柔性直流输电系统低压限流方法，实时检测交流系统电压，根据电压值确定电流输出限值，根据交流系统典型故障时电压的跌落值来设置电压分段函数，分段数为n+2,n≥1，n为自然数，对应的各段临界电压值为UL1、UL2、…UN；当系统电压大于正常电压UN时，UN对应电流输出限值为ILmax，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系为k0＝0；当系统电压在正常电压UN和故障电压设定值UL1之间时，UL1对应电流输出限值为IL1，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系当系统电压在故障电压设定值UL1和UL2之间时，UL1对应电流输出限值为IL1，UL2对应电流输出限值为IL2，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系当系统电压在故障电压设定值ULn-1和ULn之间时，ULn-1对应电流输出限值为ILn-1，ULn对应电流输出限值为ILn，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系当系统电压小于ULn时，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系为k＝0；且UN≥UL1≥UL2≥…≥ULn≥0,ILmax≥IL1≥IL2≥…≥ILn。进一步的，系统电压为额定电压时，所对应的电流输出限值ILmax小于等于柔性直流输电系统设计的最大稳态运行电流；当系统发生典型交流系统故障时，柔性直流输电系统的输出功率小于等于额定功率。进一步的，所述交流系统电压在联网模式下由柔性直流输电系统所连的交流系统提供；在孤岛运行模式下，由柔性直流输电系统提供。进一步的，当交流系统故障消失时，延时恢复故障时刻的电流输出限值到正常电压的电流输出限值，其延时时间为t,t≥0ms。进一步的，所述交流系统电压，为网侧电压或者阀侧电压。进一步的，所述网侧电压为交流侧和变压器之间的电压，所述阀侧电压为变压器和换流阀之间的电压。进一步的，所述交流系统典型故障包括单相接地、两相短路、两相短路接地、三相接地。采用上述方案后，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供的柔性直流输电系统交流系统故障时低压限流的方法，减少了故障期间的短路电流，保证故障期间的功率输送；(2)本专利技术提供的柔性直流输电系统交流系统故障时低压限流的方法，可以减少故障恢复后的过流现象，防止系统跳闸。附图说明图1柔性直流输电系统示意图；图2低压限流示意图；图3采用低压限流策略的单相接地故障穿越波形；图4采用低压限流策略的两相接地故障穿越波形；图5采用低压限流策略的两相短路故障穿越波形；图6采用低压限流策略的三相接地故障穿越波形。具体实施方式以下将结合附图及具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细说明。柔性直流输电系统的示意图如图1所示，把交流电压按照大小分为五段，如图2所示。(1)当交流电压实际值Uac≥UN时，输出电流限值为ILmax，UN＝1pu，ILmax＝1.5pu，其中1.5pu为柔性直流输电系统最大稳态运行值，此分段内电压和输出电流限值的关系为Ilim＝1.5+0×Uac；(2)当交流电压实际值满足UL1≤Uac≤UN时，输出电流限值为Ilim，满足关系式IL1≤Ilim≤ILmax，UN＝1pu,UL1＝0.8pu，其中0.8pu根据单相接地故障时电压跌落值设定，ILmax＝1.5pu,IL1＝1.2pu，此分段内电压和输出电流限值的关系为Ilim＝1.2+1.5×(Uac-0.8)；(3)当交流电压实际值满足UL2≤Uac≤UL1时，输出电流限值为Ilim，满足关系式IL2≤Ilim≤IL1，UL2＝0.5pu,UL1＝0.8pu，其中，0.5pu根据两相短路或两相接地短路故障时电压跌落值设定，IL2＝1.0pu,IL1＝1.2pu，此分段内电压和输出电流限值的关系为(4)当交流电压实际值满足UL3≤Uac≤UL2时，输出电流限值为Ilim，满足关系式IL3≤Ilim≤IL2，UL3＝0.2pu,UL2＝0.5pu，其中，0.2pu根据三相短路故障时电压跌落值设定，IL3＝0.6pu,IL2＝1.0pu，此分段内电压和输出电流限值的关系为(5)当交流电压实际值满足0≤Uac≤UL3时，输出电流限值为Ilim，UL3＝0.2pu，IL3＝0.6pu，此分段内电压和输出电流限值的关系为Ilim＝0.6+0×Uac。图3到图6为采用本文所述的低压限流时的故障穿越波形，分别为单相接地故障穿越、两相接地故障穿越、两相短路故障穿越、三相接地故障穿越，图中，IS_LA\IS_LB\IS_LC为网侧三相电流，US_LA_C\US_LB_C\US_LC_C为网侧三相电压，采用本文所述的低压限流方法，发生交流侧故障时，系统可以平滑穿越，无冲击。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术公开了一种柔性直流输电系统低压限流方法，实时检测交流系统电压，根据电压值确定电流输出限值，其特征在于，根据交流系统典型故障时电压的跌落值来设置电压分段函数，分段数为n+2,n≥1，n为自然数，对应的各段临界电压值为UL1、UL2、…UN；当系统电压大于正常电压UN时，UN对应电流输出限值为ILmax，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系为k0＝0；当系统电压在正常电压UN和故障电压设定值UL1之间时，UL1对应电流输出限值为IL1，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系

【技术特征摘要】
1.本发明公开了一种柔性直流输电系统低压限流方法，实时检测交流系统电压，根据电压值确定电流输出限值，其特征在于，根据交流系统典型故障时电压的跌落值来设置电压分段函数，分段数为n+2,n≥1，n为自然数，对应的各段临界电压值为UL1、UL2、…UN；当系统电压大于正常电压UN时，UN对应电流输出限值为ILmax，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系为k0＝0；当系统电压在正常电压UN和故障电压设定值UL1之间时，UL1对应电流输出限值为IL1，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系当系统电压在故障电压设定值UL1和UL2之间时，UL1对应电流输出限值为IL1，UL2对应电流输出限值为IL2，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系当系统电压在故障电压设定值ULn-1和ULn之间时，ULn-1对应电流输出限值为ILn-1，ULn对应电流输出限值为ILn，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系当系统电压小于ULn时，此分段内电压和电流输出限值的斜率关系为k＝0；且UN≥UL1≥UL2≥…≥ULn≥0,ILmax≥IL1≥IL2≥…≥ILn。2.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王柯，卢宇，董云龙，李钢，胡兆庆，汪楠楠，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32