高压大容量架空线柔性直流输电系统故障穿越方法技术方案

本发明专利技术涉及一种高压大容量架空线柔性直流输电系统故障穿越方法，属于柔性直流系统故障保护领域。通过分析LCC‑MMC串联混合型直流输电系统的拓扑结构、有功功率和无功功率灵活控制特性及闭锁状态下MMC的输出电压特性，基于LCC和MMC的协同控制，给出了高压大容量架空线柔性直流输电系统交直流故障穿越的控制方法，进而实现系统的安全稳定运行。本发明专利技术中的LCC‑MMC串联混合型直流输电拓扑在相同条件下工程造价最低，同时利用LCC清除直流故障，无需配置直流断路器和直流阻尼电路等额外设备，进一步提升了系统的经济性。

Fault ride through method for HVDC high voltage overhead transmission line

The invention relates to a fault crossing method of high voltage large capacity overhead line flexible DC transmission system, which belongs to the field of fault protection of flexible DC system. By analyzing the topology structure of LCC MMC Series Hybrid DC transmission system, the flexible control characteristics of active power and reactive power and the output voltage characteristics of MMC under the closed state, based on the cooperative control of LCC and MMC, a control method for the AC and DC fault crossing of the high voltage and large capacity overhead line flexible DC transmission system is given. Realize the safe and stable operation of the system. The LCC MMC Series Hybrid DC transmission topology in the invention has the lowest cost under the same condition. At the same time, it uses LCC to clear the DC fault, without the need to configure the DC circuit breaker and the DC damping circuit, so as to further improve the economy of the system.

【技术实现步骤摘要】
高压大容量架空线柔性直流输电系统故障穿越方法
本专利技术涉及架空线柔性直流输电系统故障保护领域，特别涉及一种高压大容量架空线柔性直流输电系统故障穿越方法。
技术介绍
近年来，我国能源开发加速向西部和北部转移，能源基地与负荷中心的距离越来越远，远距离大容量输电成为我国电网发展的根本动力。柔性直流输电可有效提高清洁能源发电的并网效率，缓解电压波动对电网造成的冲击，是大规模清洁能源基地接入电网的有效技术手段。当应用于远距离大容量输电场合，出于线路建设的经济性考虑，换流站间的连接将采用架空线路。相对于目前主要使用的直流电缆，架空线路的直流故障发生率较高，因此换流站自身(或依托其他保护设备)应当具备直流故障清除能力。同样出于经济性考虑，换流站往往采用不具备直流故障闭锁能力的半桥子模块(H-MMC)，因其在相同条件下采用的功率半导体器件数目最少，因而具有最小的造价和稳态损耗。在这种情况下，针对H-MMC的直流故障清除通常基于如下三种方案：1)利用直流断路器直接断开故障线路以清除故障电流；2)跳开换流站交流出口处的机械开关，以切断交流系统向故障点的能量馈入途径，同时利用直流阻尼电路加速故障电流的衰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压大容量架空线柔性直流输电系统故障穿越方法，其特征在于：柔性直流输电系统拓扑每一极均由12脉动LCC和MMCB串联构成，其中MMCB为低端换流器组，LCC为高端换流器组，MMCB由若干MMC并联构成，子模块采用HBSM，以克服现阶段IGBT最大通流能力的限制，为了限制故障下的浪涌电流，换流站每一极出口处均配置了平波电抗器；故障穿越方法包括以下步骤：(1)对系统进行故障分区，并分析其动态特征；(2)各换流站检测判断系统是否发生故障，是则顺序执行步骤(3)，否则继续进行检测；(3)确定系统故障类型，并进行故障定位；(4)根据步骤(3)中的故障类型及故障定位，选择执行步骤(4A)、步骤(4B)...

【技术特征摘要】
1.一种高压大容量架空线柔性直流输电系统故障穿越方法，其特征在于：柔性直流输电系统拓扑每一极均由12脉动LCC和MMCB串联构成，其中MMCB为低端换流器组，LCC为高端换流器组，MMCB由若干MMC并联构成，子模块采用HBSM，以克服现阶段IGBT最大通流能力的限制，为了限制故障下的浪涌电流，换流站每一极出口处均配置了平波电抗器；故障穿越方法包括以下步骤：(1)对系统进行故障分区，并分析其动态特征；(2)各换流站检测判断系统是否发生故障，是则顺序执行步骤(3)，否则继续进行检测；(3)确定系统故障类型，并进行故障定位；(4)根据步骤(3)中的故障类型及故障定位，选择执行步骤(4A)、步骤(4B)和步骤(4C)；(4A)整流侧交流系统发生故障时，采取两阶段后备定电流控制；第一阶段是通过提升整流侧MMCB的输出直流电压来维持整流侧整体的直流电压；第二阶段是通过减小逆变侧LCC输出的直流电压来维持直流电流；(4B)逆变侧交流系统发生故障时，整流侧和逆变侧的LCC需要联合动作，整流侧LCC将增大触发角以限制直流电流的增大；逆变侧LCC需要从定直流电压控制切换到定熄弧角控制，以降低暂态过程中换相失败的风险；(4C)直流线路发生故障时，利用整流侧LCC和MMC的协同控制，即整流侧LCC采用强制移相，同时整流侧和逆变侧的MMC都闭锁，通过强...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳岳希，杜镇宇，杨杰，许韦华，江伟，张慧瑜，涂莉，李泓志，辛业春，江守其，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，东北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11