一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法，确定直流电网正常运行时全控型AC/DC换流器的直流电压Udc和直流电流Idc的运行范围，确定直流电网短路故障时全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压运行范围；判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态：若是，则切换至故障穿越状态；若否，则切换至闭锁状态；计算全控型AC/DC在故障穿越运行状态时的直流电流参考值，以直流电流参考值向直流电网输出直流电流，从而为发生短路故障的直流电网提供直流电流支持。本发明专利技术解决了现有技术中未能准确对AC/DC换流器直流侧进行故障穿越控制的技术问题，能够准确、有效地实现换流器直流侧故障穿越控制。

A DC side fault ride through control method based on fully controlled AC/DC converter

The invention discloses a DC-side Fault-Crossing control method based on full-controlled AC/DC converter, determines the operating range of DC voltage Udc and DC current Idc of full-controlled AC/DC converter in normal operation of DC power grid, and determines that full-controlled AC/DC converter can maintain the DC of Fault-Crossing operation in short-circuit fault of DC power grid. Voltage operating range; Judging whether full-controlled AC/DC converter can operate in Fault-Crossing state: if so, switch to Fault-Crossing state; if not, switch to blocking state; Calculate DC current reference value of full-controlled AC/DC in Fault-Crossing operation state, and output DC current reference value to DC power grid. Current, thus providing DC current support for DC network with short circuit faults. The invention solves the technical problem of failing to accurately control the DC side of AC/DC converter in the prior art, and can accurately and effectively realize the DC side failover control of AC/DC converter.

【技术实现步骤摘要】
一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法
本专利技术涉及电力系统运维
，具体涉及一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法。
技术介绍
目前，电网对于AC/DC换流器的故障穿越需求越来越高。在电网发生故障后，故障电流快速上升，将严重危及系统中的相关电气设备，此时具备良好故障穿越能力的AC/DC换流器可以保证系统的安全可靠运行。同时，在远距离大容量直流输电场合中，直流线路通常采用架空线，线路容易发生短路、闪络等暂时性故障，然而目前的柔性直流技术无法像传统直流技术那样单纯依靠AC/DC换流器控制来完成直流侧故障的清除。因此，为了将柔性直流技术推广到远距离大容量架空线输电场合，对AC/DC换流器的故障穿越能力提出了更高的要求。交流电网发生短路故障时，换流器按低电压穿越能力要求在预定的时间内保持不脱网运行，同时还需向交流电网提供无功电流支持。由国标GB/T32826-2016建模导则要求，可以得到换流器的交流侧故障穿越控制及保护闭锁结构。同样，直流电网发生短路故障时，直流侧电压出现跌落，换流器根据故障后直流电压大小具有一定的故障穿越能力。然而，目前国标中关于换流器的直流侧故障穿越控制还没有明确要求。因此，需要对直流电网故障时换流器的故障穿越控制进行分析。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法，解决现有技术中未能准确对AC/DC换流器直流侧进行故障穿越控制的技术问题，能够准确、有效地实现换流器直流侧故障穿越控制。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法，全控型AC/DC换流器用于混联交流电网与直流电网，包括以下步骤：步骤1：确定直流电网正常运行时全控型AC/DC换流器的直流电压Udc和直流电流Idc的运行范围：在输出容量约束|Udc×Idc|≤Pmax下，直流电压的运行范围Udc∈[Udcmin,Udcmax]，直流电流的运行范围Idc∈[Idcmin,Idcmax]，其中，Pmax为最大输出容量；Udcmin、Udcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值、直流电压最大值；Idcmin、Idcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电流最小值、直流电流最大值；步骤2：确定直流电网短路故障时全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压运行范围：[Udcminf,Udcmin]；其中，Udcminf为全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压最小值，Udcmin为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值；步骤3：当发生直流电网短路故障时，根据全控型AC/DC换流器的直流电压跌落幅度判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态：若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]以外，则全控型AC/DC换流器切换至闭锁状态并退出运行；若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]内，则全控型AC/DC换流器能够运行在故障穿越状态，进入步骤4；步骤4：全控型AC/DC换流器切换至故障穿越状态，并计算全控型AC/DC在故障穿越运行状态时的直流电流参考值；步骤5：全控型AC/DC换流器以直流电流参考值向直流电网输出直流电流，从而为发生短路故障的直流电网提供直流电流支持。优选的，全控型AC/DC在故障穿越运行状态时，第i个全控型AC/DC换流器输出的直流电流参考值Idcrefi按如下公式计算：其中，UDi表示直流电网短路故障时，第i个全控型AC/DC换流器的直流电压；Idcf0i为第i个全控型AC/DC换流器的零电压穿越直流电流，Idcfmi为第i个全控型AC/DC的低电压穿越直流电流，Kdcfi为第i个换流器的低电压穿越直流电流支撑系数。优选的，步骤3中，还通过以下条件判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态：直流电网短路故障时，全控型AC/DC换流器是否发生过流、过/欠压、过/欠频率等保护动作；若是，则全控型AC/DC换流器切换至闭锁状态并退出运行；若否，并且满足全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]内，则表明全控型AC/DC换流器能够运行在故障穿越状态。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法在保障电网安全的基础上进行，故障穿越控制，为发生短路故障的直流电网提供电流支持，以提高直流电网的故障恢复能力，对保证电网的安全稳定运行具有重要意义。2、本专利技术的控制方法能够确保在直流电网故障时，全控型AC/DC换流器输出的直流电流能够跟踪直流电流参考值，并且直流电网跌落幅度越大，UDi则越小，那么根据直流电流参考值Idcrefi的计算公式可知，直流电网跌落幅度越大，直流电流参考值越大，从而全控型AC/DC换流器向直流电网注入的直流电流也越大，能够增强直流电网故障恢复能力。3、在判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态时，结合直流电网跌落幅度与全控型AC/DC换流器是否发生保护动作进行判断，能够提高电网运行的安全性，避免强行进行故障穿越加重电网。附图说明图1是直流电网短路故障时全控型AC/DC换流器直流电压和直流电流运行区域；图2是全控型AC/DC换流器故障穿越控制方法的逻辑原理图。具体实施方式下面结合附图和优选实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。现提出一种基于直流电流支持的换流器直流侧故障穿越控制方法，可增强直流电网的故障恢复能力，具有重要的学术意义和工程价值。一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法，全控型AC/DC换流器用于混联交流电网与直流电网，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定直流电网正常运行时全控型AC/DC换流器的直流电压Udc和直流电流Idc的运行范围：在输出容量约束|Udc×Idc|≤Pmax下，直流电压的运行范围Udc∈[Udcmin,Udcmax]，直流电流的运行范围Idc∈[Idcmin,Idcmax]，其中，Pmax为最大输出容量；Udcmin、Udcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值、直流电压最大值；Idcmin、Idcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电流最小值、直流电流最大值；步骤2：如图1所示，确定直流电网短路故障时全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压运行范围：[Udcminf,Udcmin]；其中，Udcminf为全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压最小值，Udcmin为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值；步骤3：当发生直流电网短路故障时，根据全控型AC/DC换流器的直流电压跌落幅度判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态：若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]以外，则全控型AC/DC换流器切换至闭锁状态并退出运行；若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]内，则全控型AC/DC换流器能够运行在故障穿越状态，进入步骤4；步骤4：全控型AC/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法，全控型AC/DC换流器用于混联交流电网与直流电网，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定直流电网正常运行时全控型AC/DC换流器的直流电压Udc和直流电流Idc的运行范围：在输出容量约束|Udc×Idc|≤Pmax下，直流电压的运行范围Udc∈[Udcmin,Udcmax]，直流电流的运行范围Idc∈[Idcmin,Idcmax]，其中，Pmax为最大输出容量；Udcmin、Udcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值、直流电压最大值；Idcmin、Idcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电流最小值、直流电流最大值；步骤2：确定直流电网短路故障时全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压运行范围：[Udcminf,Udcmin]；其中，Udcminf为全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压最小值，Udcmin为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值；步骤3：当发生直流电网短路故障时，根据全控型AC/DC换流器的直流电压跌落幅度判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态：若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]以外，则全控型AC/DC换流器切换至闭锁状态并退出运行；若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]内，则全控型AC/DC换流器能够运行在故障穿越状态，进入步骤4；步骤4：全控型AC/DC换流器切换至故障穿越状态，并计算全控型AC/DC在故障穿越运行状态时的直流电流参考值；步骤5：全控型AC/DC换流器以直流电流参考值向直流电网输出直流电流，从而为发生短路故障的直流电网提供直流电流支持。...

【技术特征摘要】
1.一种基于全控型AC/DC换流器的直流侧故障穿越控制方法，全控型AC/DC换流器用于混联交流电网与直流电网，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定直流电网正常运行时全控型AC/DC换流器的直流电压Udc和直流电流Idc的运行范围：在输出容量约束|Udc×Idc|≤Pmax下，直流电压的运行范围Udc∈[Udcmin,Udcmax]，直流电流的运行范围Idc∈[Idcmin,Idcmax]，其中，Pmax为最大输出容量；Udcmin、Udcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值、直流电压最大值；Idcmin、Idcmax分别为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电流最小值、直流电流最大值；步骤2：确定直流电网短路故障时全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压运行范围：[Udcminf,Udcmin]；其中，Udcminf为全控型AC/DC换流器能够保持故障穿越运行的直流电压最小值，Udcmin为全控型AC/DC换流器正常运行的直流电压最小值；步骤3：当发生直流电网短路故障时，根据全控型AC/DC换流器的直流电压跌落幅度判断全控型AC/DC换流器是否能够运行在故障穿越状态：若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,Udcmin]以外，则全控型AC/DC换流器切换至闭锁状态并退出运行；若全控型AC/DC换流器的直流电压跌落至[Udcminf,U...

【专利技术属性】
技术研发人员：周念成，王强钢，吴佳芳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50