一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置，方法包括：根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；本发明专利技术提供的技术方案，提出了基于并联晶闸管开关、安全稳定控制装置和无源交流电网保护之间的相互协调配合控制方法，能够在柔直电网无源送端换流站、受端换流站及受端交流电网发生扰动事故过程中有效限制流入无源送端换流站的有功功率，实现柔直电网对这些故障的安全高效穿越。

A Method and Device for Passive Output System Fault Crossing in Flexible Grid

The invention relates to a method and device for fault traversing of passive delivery system in flexible power grid. The method includes: controlling bidirectional thyristor switches to be put into operation according to operation status information of passive transmission terminal converter station or flexible power grid of new energy generation, connecting PCC points on AC side of passive transmission terminal converter station of new energy generation with earth, and controlling safety and stability control device to cut off new energy sources. The invention provides a technical scheme, and proposes a coordinated control method based on parallel thyristor switch, safety and stability control device and passive AC network protection, which can passively transmit in flexible and straight power grid. In the process of disturbance accident of end-to-end converter station, receiving-to-end converter station and receiving-to-end AC network, the active power flowing into passive feeder converter station is effectively limited, and the safe and efficient crossing of these faults in flexible and straight power grid is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置
本专利技术涉及家电控制领域，具体涉及一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置。
技术介绍
化石能源的日益枯竭迫切需要中国乃至世界进行能源结构的战略性调整。利用大规模新能源发电深度替代化石能源是能源转型的根本途径，也是新一代电力系统的重要特征。目前，风电并网主要存在交流输电、常规直流输电和柔性直流输电三种联网方式。交流并网在短距离输电时具有成本低的优点，但是，在系统发生故障时会直接影响风电场的稳定运行。常规直流输电技术换流站占地面积大，需要装设大量的无功补偿与滤波装置，增加了建造成本，并且需要有交流电网支撑，无法工作在无源方式下。柔性直流输电技术因为其控制灵活、能连接无源电网、不需要装设无功补偿和滤波装置等优点，在风电并网领域受到了越来越多的应用。中国内陆风电资源丰富，风电场多分布在西部和北部地区，存在大容量新能源孤岛方式并网远距离传输的工况，风电功率直接通过柔直并网传输时，送端换流站将采取无源控制的控制方式，为新能源机组提供稳定的电压和频率。柔直电网在为新能源发电无源并网提供电压支撑的同时，其限制因素也较为突出，连接新能源无源交流系统的换流站无法同时控制交流电压频率及其受入的新能源功率，故障引起的不平衡功率(短时或永久)将导致源端换流站过流或柔直电网过压。制约新能源柔直电网无源送出系统安全可靠输送大规模新能源发电的故障主要有以下3种类型：(1)无源送端换流站单极闭锁故障后，另一极在10毫秒左右过流，导致整个换流站闭锁，所连接的风电场将全部停运；(2)受端换流站发生单极或双极闭锁后，整个柔直电网在故障后30毫秒左右由于过电压而整体停运，所连接的风电场将全部停运；(3)受端交流系统发生短路故障后，整个柔直电网由于过电压而整体停运，所连接的风电场将全部停运。针对这三类故障，目前的可行方案是加装耗能装置，该方案也是目前所有新能源经柔性直流无源送出示范工程综合考虑各种方案并折衷后的普遍选择。但是，加装耗能装置方案的经济性严重制约了柔性直流及柔直电网在新能源无源送出场景中的应用。
技术实现思路
本专利技术提供一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置，其目的是提出了基于并联晶闸管开关、安全稳定控制装置和无源交流电网保护之间的相互协调配合控制方法，能够在柔直电网无源送端换流站、受端换流站及受端交流电网发生扰动事故过程中有效限制流入无源送端换流站的有功功率，防止无源换流站过流、柔直电网过压而闭锁，实现柔直电网对这些故障的安全高效穿越。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法，其改进之处在于，所述方法包括：根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；其中，所述双向晶闸管开关一端与所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点连接，另一端接地。优选的，所述根据新能源发电无源送端换流站的运行状态信息通过双向晶闸管开关连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接，并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率，包括：当所述新能源发电无源送端换流站发生单极故障且P＞Pi-max时，控制双向晶闸管开关投入运行，使得所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通；当所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通时，控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；其中，P为故障前无源送端换流站双极总功率，Pi-max为健全极所能承受的最大功率。优选的，所述根据柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率，包括：当所述柔直电网发生导致直流电网电压升高的故障且该直流电网电压高于直流电网电压的门槛值UDC-ref时，控制所述双向晶闸管开关投入运行，使得所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通；若所述导致直流电网电压升高的故障达到安全稳定控制装置的设防标准，则控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率。优选的，所述导致直流电网电压升高的故障包括：直流电网受端交流N-1/N-2故障、受端换流站单极闭锁故障和受端换流站双极闭锁故障。进一步的，所述控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率的最小切除量Pcut-min≥(P-Pi-max)，其中，P为故障前无源送端换流站双极总功率，Pi-max为健全极所能承受的最大功率。优选的，通过双向晶闸管开关断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接的时间小于无源交流电网保护动作时间。一种柔直电网无源送出系统故障穿越的装置，其改进之处在于，所述装置包括：第一控制单元，用于根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；第二控制单元，用于控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；其中，所述双向晶闸管开关一端与所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点连接，另一端接地。优选的，所述第一控制单元，包括：第一控制模块，用于当所述新能源发电无源送端换流站发生单极故障且P＞Pi-max时，控制双向晶闸管开关投入运行，使得所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通；第二控制模块，用于当所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通时，控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；其中，P为故障前无源送端换流站双极总功率，Pi-max为健全极所能承受的最大功率。优选的，所述第一控制单元，包括：第三控制模块，用于当所述柔直电网发生导致直流电网电压升高的故障且该直流电网电压高于直流电网电压的门槛值UDC-ref时，控制所述双向晶闸管开关投入运行，使得所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通；第四控制模块，用于若所述导致直流电网电压升高的故障达到安全稳定控制装置的设防标准，则控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率。优选的，所述导致直流电网电压升高的故障包括：直流电网受端交流N-1/N-2故障、受端换流站单极闭锁故障和受端换流站双极闭锁故障。进一步的，所述控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率的最小切除量Pcut-min≥(P-Pi-max)，其中，P为故障前无源送端换流站双极总功率，Pi-max为健全极所能承受的最大功率。优选的，通过双向晶闸管开关断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接的时间小于无源交流电网保护动作时间。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的技术方案，通过双向晶闸管开关连通和断开新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接，并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率，实现了双向晶闸管开关、安全稳定控制装置和无源交流电网保护动作的时序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法，其特征在于，所述方法包括：根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；其中，所述双向晶闸管开关一端与所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点连接，另一端接地。

【技术特征摘要】
1.一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法，其特征在于，所述方法包括：根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；其中，所述双向晶闸管开关一端与所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点连接，另一端接地。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据新能源发电无源送端换流站的运行状态信息通过双向晶闸管开关连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接，并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率，包括：当所述新能源发电无源送端换流站发生单极故障且P＞Pi-max时，控制双向晶闸管开关投入运行，使得所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通；当所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通时，控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；其中，P为故障前无源送端换流站双极总功率，Pi-max为健全极所能承受的最大功率。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率，包括：当所述柔直电网发生导致直流电网电压升高的故障且该直流电网电压高于直流电网电压的门槛值UDC-ref时，控制所述双向晶闸管开关投入运行，使得所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地连通；若所述导致直流电网电压升高的故障达到安全稳定控制装置的设防标准，则控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述导致直流电网电压升高的故障包括：直流电网受端交流N-1/N-2故障、受端换流站单极闭锁故障和受端换流站双极闭锁故障。5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率的最小切除量Pcut-min≥(P-Pi-max)，其中，P为故障前无源送端换流站双极总功率，Pi-max为健全极所能承受的最大功率。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过双向晶闸管开...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵，王姗姗，王铁柱，马士聪，卜广全，郭剑波，李英彪，吴广禄，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11