一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法技术

一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法。在整流站LCC采用定直流电流控制，逆变站MMC选用定直流电压控制的基础上，为整流站LCC配置交流电压检测模块；为逆变站MMC配置最大调制比模块。在整流站LCC的交流电压检测模块检测到交流电压低于设定值时，逆变站MMC的最大调制比模块使能，逆变站MMC的控制模式由定直流电压控制转换成最大调制比控制。本发明专利技术的有益效果是：混合直流输电系统在整流侧发生交流故障时，逆变站MMC转换成最大调制比控制，能够有效提升直流传输功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于电网换相换流器LCC和模块化多电平电压源换流器MMC的混合直流输电系统，属于高压输电

技术介绍
我国因区域经济发展不平衡、能源逆向分布等特点，需要长期采用西电东送的输电方案。LCC-HVDC在远距离大容量输电及电网互联上具有显著优势，但多条LCC-HVDC落点于同一交流系统所形成的多馈入直流输电系统也带来了一系列问题。其中最严重的则是由于逆变站交流系统电压跌落导致多个换流器级联换相失败。在逆变侧引入柔性直流可以改善系统的性能，降低换相失败的概率。因此，对现有常规直流工程进行逆变站柔性化改造，是解决多馈入直流输电系统潜在级联换相失败问题的一个有效方案，改造后的混合直流系统整流站延用电网换相换流站(LCC)，逆变站新建模块化多电平换流站(MMC)。这种混合直流输电系统拓扑结构，因柔性直流具有响应速度快，控制精度高等优势，通常选用逆变站MMC定直流电压控制，整流站LCC选用定直流电流控制。但其控制系统存在如下技术问题：当整流站LCC的交流系统发生故障时，整流站LCC的直流电压将会随交流系统电压下降，而逆变站MMC采用定直流电压控制且直流电压参考值不变，因此混合直流的输送功率将会显著下降。因此本专利技术提出了一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，在整流站LCC发生交流故障时，本站的交流电压检测模块将会判断交流电压是否低于预设值，若低于预设值，将告知逆变站MMC使其使能最大调制比控制模块，逆变站由定直流电压控制转换成最大调制比控制模式，从而增大调制比、降低逆变站的直流电压，进而使得混合直流传输功率得到提升。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，在整流站LCC发生交流故障时，本站的交流电压检测模块将会判断交流电压是否低于预设值，若低于预设值，将告知逆变站MMC使其使能最大调制比控制模块，逆变站由定直流电压控制转换成最大调制比控制模式。本专利技术具体采用以下技术方案：一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，混合多端直流输电系统包括两端换流站，即一个整流站LCC和一个逆变站MMC，所述整流站LCC用于将交流侧电能整流为直流电能并将其传送到直流传输线，所述逆变站MMC用于将所述的直流线路的电能逆变为交流电能并注入各自对应的交流电网，其特征在于：在整流站LCC采用定直流电流控制，逆变站MMC选用定直流电压控制的基础上，在整流站LCC配置交流电压检测模块，为逆变站MMC配置最大调制比模块，在整流站LCC的交流电压检测模块检测到交流电压低于设定值时，逆变站MMC的最大调制比模块使能，逆变站MMC的控制模式由定直流电压控制转换成最大调制比控制。进一步优选：设置交流电压预设值A值，整流站LCC交流电压检测模块采集整流站LCC的网侧三相电压，并计算三个相电压有效值的平均值Uabc，当Uabc小于预设值A值时，交流电压检测模块输出交流低电压信号至逆变站MMC。所述交流电压预设值A值取值范围为0到Uacnor，优选取值为其中Uacnor为交流侧额定相电压，Ud2ref为逆变站MMC的直流电压参考值。设置最大调制比目标值B值，在逆变站MMC配置最大调制比模块收到整流站LCC交流电压检测模块输出的交流低电压信号后，逆变站MMC的最大调制比模块将使能，逆变站MMC由定直流电压控制转换成最大调制比控制；在整流站LCC交流电压检测模块输出的交流低电压信号消失后，最大调制比模块将退出，逆变站MMC由最大调制比控制切换回定直流电压控制。所述最大调制比目标值B值取值范围为mnor到1，优选取值为1，其中mnor为额定调制比。本专利技术的混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法包括以下步骤：步骤1：为整流站LCC配置交流电压检测模块，并设置交流电压预设值A值，该模块采集整流站LCC的网侧三相电压，并计算三个相电压有效值的平均值Uabc，当Uabc小于预设值A值时，交流电压检测模块输出交流低电压信号至逆变站MMC；步骤2：为逆变站MMC配置最大调制比模块，并设置最大调制比目标值B值，在收到整流站LCC交流电压检测模块输出的交流低电压信号后，逆变站MMC的最大调制比模块将使能，最大调制比模块首先计算当前逆变站MMC的实际调制比，然后将当前实际调制比与最大调制比目标值做差，并经过PI控制器得到直流电压参考修正量，该直流电压修正量将叠加至直流电压控制器，修正直流电压参考值，使得逆变站MMC由定直流电压控制转换成最大调制比控制；步骤3：在整流站LCC交流电压检测模块输出的交流低电压信号消失后，逆变站MMC的最大调制比模块将退出，逆变站MMC由最大调制比控制切换回定直流电压控制。本专利技术具有以下有益的技术效果：在整流站LCC发生交流故障时，本专利技术会使逆变站MMC由定直流电压控制转换成最大调制比控制模式，从而增大逆变站MMC调制比、降低逆变站MMC的直流电压，进而使得交流故障期间混合直流传输功率得到提升。附图说明图1是基于LCC和MMC的混合直流系统拓扑图；图2是本专利技术公开的混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法流程图；图3是整流站LCC的交流电压检测模块控制框图；图4是逆变站MMC最大调制比模块控制框图。具体实施方式：下面结合说明书附图和具体实施例对本申请的技术方案做进一步详细介绍。本专利技术公开了一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，所述混合直流输电系统如附图1所示，包括两端换流站，即一个整流站LCC和一个逆变站MMC，所述整流站LCC用于将交流侧电能整流为直流电能并将其传送到直流传输线，所述逆变站MMC用于将所述的直流线路的电能逆变为交流电能并注入各自对应的交流电网。在整流站LCC采用定直流电流控制，逆变站MMC选用定直流电压控制的基础上，为整流站LCC配置交流电压检测模块，为逆变站MMC配置最大调制比模块，在整流站LCC的交流电压检测模块检测到交流电压低于设定值时，逆变站MMC的最大调制比模块使能，逆变站MMC的控制模式由定直流电压控制转换成最大调制比控制。为详细介绍本申请混合直流整流侧交流故障期间功率提升方案，本申请以图1所示拓扑结构为实施例，其中，换流站LCC是整流站，L1、L12是直流线路平波电抗器，T1、T12是其换流变压器，UF是交流侧滤波器，AC1是整流站所接入的交流系统；MMC1是逆变站，L2是桥臂电抗器，T2是连接变压器，AC2逆变站接入的交流系统。本申请的技术方案控制流程如附图2所示，包括以下步骤：步骤1：为整流站LCC配置交流电压检测模块，并设置交流电压预设值A值。A值取值范围为0到Uacnor，优选取值为其中Uacnor为交流侧额定相电压，Ud2ref为逆变站MMC的直流电压参考值。交流电压检测模块采集整流站LCC的网侧三相电压，并计算三个相电压有效值的平均值Uabc，交流电压检测模块输出交流低电压信号至逆变站MMC，信号为RST，控制框图如图3所示。正常运行时，Uabc大于预设值A值，逆变站MMC的最大调制比模块被清零，不使能；当整流站交流侧发生交流故障时，Uabc小于预设值A值时，逆变站MMC最大调制比模块使能。步骤2：为逆变站MMC配置最大调制比模块，并设置最大调制比目标值B值，B值取值范围为mnor到1，优选取值为1，其中mnor为额定调制比。在收到整流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，混合多端直流输电系统包括两端换流站，即一个整流站LCC和一个逆变站MMC，所述整流站LCC用于将交流侧电能整流为直流电能并将其传送到直流传输线，所述逆变站MMC用于将所述的直流线路的电能逆变为交流电能并注入各自对应的交流电网，其特征在于：在整流站LCC采用定直流电流控制，逆变站MMC选用定直流电压控制的基础上，在整流站LCC配置交流电压检测模块，为逆变站MMC配置最大调制比模块，在整流站LCC的交流电压检测模块检测到交流电压低于设定值时，逆变站MMC的最大调制比模块使能，逆变站MMC的控制模式由定直流电压控制转换成最大调制比控制。

【技术特征摘要】
1.一种混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，混合多端直流输电系统包括两端换流站，即一个整流站LCC和一个逆变站MMC，所述整流站LCC用于将交流侧电能整流为直流电能并将其传送到直流传输线，所述逆变站MMC用于将所述的直流线路的电能逆变为交流电能并注入各自对应的交流电网，其特征在于：在整流站LCC采用定直流电流控制，逆变站MMC选用定直流电压控制的基础上，在整流站LCC配置交流电压检测模块，为逆变站MMC配置最大调制比模块，在整流站LCC的交流电压检测模块检测到交流电压低于设定值时，逆变站MMC的最大调制比模块使能，逆变站MMC的控制模式由定直流电压控制转换成最大调制比控制。2.根据权利要求1所述的混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，其特征在于：设置交流电压预设值A值，整流站LCC交流电压检测模块采集整流站LCC的网侧三相电压，并计算三个相电压有效值的平均值Uabc，当Uabc小于预设值A值时，交流电压检测模块输出交流低电压信号至逆变站MMC。3.根据权利要求2所述的混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，其特征在于：所述交流电压预设值A值取值范围为0到Uacnor，其中，其中Uacnor为交流侧额定相电压。4.根据权利要求3所述的混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，其特征在于：所述交流电压预设值A值取值为其中Ud2ref为逆变站MMC的直流电压参考值。5.根据权利要求2或3所述的混合直流整流侧交流故障期间功率提升方法，其特征在于：设置最大调制比目标值B值，在逆变站MMC配置最大调制比模块收到整流站LCC交流电压检测模块输出的交流低电压信号后，逆变站MMC的最大调制比模块将使能，逆变站MMC由定直流电压控制转换成最大调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志超，刘涛，李婧靓，操丰梅，黄莹，刘斌，
申请(专利权)人：北京四方继保自动化股份有限公司，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11