一种MMC型柔性直流电网的故障限流控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种MMC型柔性直流电网的故障限流控制方法及系统，属于电力系统输配电领域。本发明专利技术通过引入调制系数这一控制变量，使得换流器桥臂单元实际投入的子模块数量由极控制器输出的控制信号和调制系数共同决定，使得换流器直流侧出口的母线电压与调制系数正相关。对于由任意类型的模块化多电平换流器构建的柔性直流电网，换流器的桥臂单元投入的子模块数量由换流器极控制器输出的控制信号乘以调制系数得到，在故障情况下通过降低调制系数，使得各换流器主动降低桥臂单元投入的子模块数量，从而实现换流器直流侧出口的直流电压在故障时降低，限制直流电网的故障电流，降低了断路器的开断容量和直流断路器的并联避雷器吸能，从而降低成本。

A fault current limiting control method and system for MMC type flexible DC power grid

【技术实现步骤摘要】
一种MMC型柔性直流电网的故障限流控制方法及系统
本专利技术属于电力系统输配电领域，更具体地，涉及一种MMC(ModularMultilevelConverter，模块化多电平换流器)型柔性直流电网的故障限流控制方法及系统。
技术介绍
柔性直流输电技术具有有功和无功解耦控制、不存在换相失败等技术优势，是解决风电、光伏大规模并网和远距离输送问题的有效手段。由于我国可再生能源的分布特点，基于架空线构建柔性直流电网是未来发展的必然趋势。一方面，架空线的应用提高了直流电网的故障概率，另一方面直流系统阻尼较低，故障后电流上升率极高，对直流电网关键设备的安全运行带来了极大的挑战，因此，柔性直流电网的故障电流抑制成为目前工业界和学术界的研究热点。目前工程上主要采用高速大容量直流断路器(千安级别)清除直流故障。然而，由于直流断路器相关技术尚未成熟，满足直流电网的故障清除要求的直流断路器十分昂贵。以张北±500kV柔性直流工程为例，该工程所需直流断路器总成本接近于换流阀总成本的三分之二，严重影响了直流电网的经济性。专利
技术实现思路
针对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MMC型柔性直流电网的故障限流控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1.在所述柔性直流电网正常运行阶段，调制系数保持最大限幅值；/nS2.在所述柔性直流电网故障发生后，降低调制系数直至其等于故障线路电压的标幺值；/nS3.在所述柔性直流电网故障切除后，恢复调制系数为最大限幅值；/n在步骤S1～S3中，将桥臂单元应投入的子模块数量和调制系数的乘积作为所述MMC型柔性直流电网中换流器桥臂单元实际投入的子模块数量。/n

【技术特征摘要】
1.一种MMC型柔性直流电网的故障限流控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.在所述柔性直流电网正常运行阶段，调制系数保持最大限幅值；
S2.在所述柔性直流电网故障发生后，降低调制系数直至其等于故障线路电压的标幺值；
S3.在所述柔性直流电网故障切除后，恢复调制系数为最大限幅值；
在步骤S1～S3中，将桥臂单元应投入的子模块数量和调制系数的乘积作为所述MMC型柔性直流电网中换流器桥臂单元实际投入的子模块数量。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2包括以下子步骤：
S21.在所述柔性直流电网故障发生后、直流继电保护装置检测到故障前，根据电流变化率得到调制系数；
S22.在直流继电保护装置检测到故障后，降低调制系数直至其等于故障线路电压的标幺值。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S21中，调制系数KM的计算公式如下：






其中，Idc为换流器直流母线电流，KD为电流变化率的微分系数，Kmi为下限幅值。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S22中，调制系数KM的计算公式如下：



其中，Vdc为换流器直流母线电压，Vlinei表示与直流母线相连接的第i条直流线路的电压，Vdcn为换流器的额定直流电压，N为与直线母线相连的直流线路总数。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MMC包括：半桥型模块化多电平换流器、子模块混合型模块化多电平换流器、全桥型模块化多电平换流器；其中，所述子模块混合型模块化多电平换流器是指由半桥子模块、全桥子模块、中点箝位型子模块、双半桥串联子模块、双全桥串联子模块、箝位型双子模块、交叉连接双子模块、自阻型子模块以及二极管箝位型子模块九类子模块中的任意两种子模块组合构成的子模块混合型模块化多电平换流器。


6.一种MMC型...

【专利技术属性】
技术研发人员：文劲宇，倪斌业，向往，周猛，左文平，姚伟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42