高压直流输电分段变速率低压限流单元的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种高压直流输电分段变速率低压限流单元的控制方法，其特点是将电压下降或恢复过程划分为几个不同的阶段，在每个阶段根据电压水平的不同而设置不同的功率恢复速率（斜率）。通过对传统低压限流单元控制特性的改进，减小了直流系统故障恢复过程中的无功消耗，有效缓解了交直流系统在暂态过程中的电压跌落，提高了直流受端系统的暂态电压稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，其特点是将电压下降或恢复过程划分为几个不同的阶段，在每个阶段根据电压水平的不同而设置不同的功率恢复速率（斜率）。通过对传统低压限流单元控制特性的改进，减小了直流系统故障恢复过程中的无功消耗，有效缓解了交直流系统在暂态过程中的电压跌落，提高了直流受端系统的暂态电压稳定性。【专利说明】
本专利技术涉及一种，属于高压直流输电领域。
技术介绍
在交直流输电系统中，当交流故障导致换流母线电压出现较大幅度的下降时，直流系统所输送的功率也会下降。换流母线电压的大幅下降一方面会导致换流器触发控制角增大从而增加了换流器的无功需求；另一方面电压的大幅下降导致换流站滤波器和电容器提供的无功功率明显减少，这进一步加剧了换流站的无功不平衡。其结果将导致系统电压的继续恶化，严重时使得直流系统无法正常工作。因此，有必要在直流系统控制器中引入“依赖于电压的电流指令限制单兀”(Voltage Dependent Current Order Limiter, VDCOL),简称“低压限流单元”。现有的VDCOL控制系统通过检测换直流电压Udc,并通过一阶惯性进行滤波，作为其U-1特性关系的输入。另一方面，直流电流通过采样保持和同步环节，与U-1特性的输出进行比较，取两者的较小值做为直流控制系统的直流电流整定值。传统VDCOL的U-1特性曲线的特点是在电压变化的区间内，输入电压与输出电流指令呈线性关系。现有的VDCOL控制的不足之处在于逆变侧交流系统故障切除后，逆变侧换流母线电压迅速上升，进而使直流电压也快速上升，从而使依赖于直流电压大小的电流指令限制单元的输出随之增大，但是直流电流的过快上升将使逆变侧所消耗的无功功率增大，使得逆变侧交流系统缺乏有效的无功支撑，从而使逆变侧有发生电压失稳甚至电压崩溃的危险。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术不足而提出一种，其特点是通过将电压下降或恢复过程划分为几个不同的阶段，在每个阶段根据电压水平的不同而设置不同的功率恢复速率(斜率)。在交流侧故障切除，交直流电压恢复的过程中，直流电流/功率的过快上升会导致直流逆变侧无功功率需求的增大，使逆变侧缺乏有效的电压支撑，不利于直流系统受端的电压稳定性。故在恢复初期，适宜将电流/功率的恢复速率限制在较低的水平，然后随着电压恢复水平的提高，再缓慢提高其恢复速率。本专利技术的目的由以下技术措施实现:包括以下步骤:1.根据直流系统自身特性，设定低压限流单元启动电压Uh、直流电流指令最大值Ih和最小值l.。根据工程经验，Uh设定在0.7?0.9pu ;直流电流指令Ih最大值为1.0pu ；直流电流指令L需大于直流输电系统的最小直流电流，以防止直流电流断续。最小直流电流为额定直流电流的10%。2.将低压限流单元控制特性按照电流指令的大小平均划分为N个恢复阶段，N >2。N越大，划分的恢复阶段就越多，直流电流指令变化就越平滑。然后针对每个恢复阶段设定不同的恢复速率，lq、k2......kN,其中Ii1 > k2 >......> kN。所依赖的电压等级越高，则恢复速率越大。3.计算低压限流单元控制特性中各个速率变化转折点处的坐标(Ui, Ii),i=l, 2, 3......N+1。设Uh=U1, Ih=I1, Ii=Ijw，其余各转折点坐标计算公式如下:【权利要求】1.一种，其特征在于该方法包括以下步骤: 1)根据直流系统自身特性，设定低压限流单元启动电压Uh、直流电流指令最大值Ih和最小值Il ; 2)将低压限流单元U-1控制特性按照电流指令的大小平均划分为N个恢复阶段，N ^ 2，针对每个恢复阶段设定不同的恢复速率，lq、k2......kN，其中Ic1 > k2 >......> kN，所依赖的电压等级越闻，则恢复速率越大； 3)计算低压限流单元控制特性中各个速率变化转折点处的坐标(Ui,Ii), i=l, 2，3……WI^Uh=U1, Ih=I1, I1=Iiw,其余各转折点坐标计算公式如下: 【文档编号】H02J3/36GK103904678SQ201410127208【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日 【专利技术者】洪潮, 李兴源, 冯明, 赵勇, 周保荣, 姚文峰 申请人:中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 四川大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压直流输电分段变速率低压限流单元的控制方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1）根据直流系统自身特性，设定低压限流单元启动电压UH、直流电流指令最大值IH和最小值IL；2）将低压限流单元U‑I控制特性按照电流指令的大小平均划分为N个恢复阶段，N≥2，针对每个恢复阶段设定不同的恢复速率，k1、k2……kN，其中k1＞k2＞……＞kN，所依赖的电压等级越高，则恢复速率越大；3）计算低压限流单元控制特性中各个速率变化转折点处的坐标（Ui，Ii），i=1,2,3……N+1，设UH=U1，IH=I1，IL=IN+1，其余各转折点坐标计算公式如下：Ii=I1-(i-1)(I1-IN+1)NUi=Ui-1-Ii-1-Iiki-1]]>其中，2≤i≤N+1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪潮，李兴源，冯明，赵勇，周保荣，姚文峰，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，四川大学，
类型：发明
国别省市：广东;44