【技术实现步骤摘要】
一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法
本专利技术涉及电力系统领域，特别是涉及一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法。
技术介绍
开发和利用风能为代表的新能源对社会经济发展、环境保护和应对能源短缺现状等具有重要意义。近年来，风电的开发和利用取得了较大的进展，大规模风电场通过高压直流输电(HVDC)模式并网引起广泛关注。基于模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电技术结合了电压源换流(VSC)技术与脉冲宽度调制技术，具有模块化程度高、波形质量好、占地面积小等优点，是大规模风电并网的有效方式。与海上风电场相比，陆上风能资源较为分散，由此衍生出了基于直流输电网的多端风电柔直送出系统(MMC-MTDC)。目前，对于MMC-MTDC与风场协调配合低穿的研究较少，仅通过传统的风场侧MMC换流器降压来实现故障穿越，实质上并没有消除故障期间的不平衡功率，而是将不平衡功率向风场侧转移。这会使得风机背靠背系统承受较大压力，Chopper电路频繁、长时间开通，可能导致电路烧毁，因此有必要研究新的风电MMC-M...
【技术保护点】
1.一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法，包括以下步骤：/n步骤1：根据MMC-MTDC各节点输入和输出功率，推导出基于风场侧MMC换流器WFMMC和风机侧VSC换流器WTVSC的协调故障穿越控制参数；/n步骤2：根据步骤1中所推导出的协调故障穿越控制参数，从功率角度推导受端换流器GSMMC交流出口处发生短路故障时的稳态短路电流表达式；/n步骤3：根据步骤2所推导出的稳态短路电流表达式，为MMC换流器子模块规格的选用和换流器交流侧保护的整定提供参考，从而实现风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越。/n
【技术特征摘要】
1.一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法，包括以下步骤：
步骤1：根据MMC-MTDC各节点输入和输出功率，推导出基于风场侧MMC换流器WFMMC和风机侧VSC换流器WTVSC的协调故障穿越控制参数；
步骤2：根据步骤1中所推导出的协调故障穿越控制参数，从功率角度推导受端换流器GSMMC交流出口处发生短路故障时的稳态短路电流表达式；
步骤3：根据步骤2所推导出的稳态短路电流表达式，为MMC换流器子模块规格的选用和换流器交流侧保护的整定提供参考，从而实现风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越。
2.根据权利要求1所述的一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法，其特征在于，所述风电MMC-MTDC系统包括：
交流电网，3座风力发电厂1#、2#、3#，1个GSMMC换流站，3个WFMMC换流站；
所述交流电网的交流输电电压等级为220kV，直流输电电压等级为±500kV，MMC半桥子模块数为76；
所述3个风力发电厂1#、2#、3#各自的风场中，永磁风机数量分别为102台、92台、82台，每单台风机额定容量为5.2MW，直流输电线路长度l01、l02、l13、l23分别为100km、120km、80km、60km。
3.根据权利要求2所述的一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法，其特征在于，在步骤1中，当受端换流器GSMMC交流出口处发生短路故障时，通过WFMMC降压控制降低WFMMC的交流输入电压，从而降低输入功率，以降低直流输电网上不平衡功率；同时，设计与WFMMC降压控制相协调的风机侧VSC换流器WTVSC降载控制，以消除不平衡功率。
4.根据权利要求3所述的一种适用于风电MMC-MTDC系统的协调故障穿越方法，其特征在于，所述WFMMC降压控制采用V/f控制方式，控制输入换流器的电压幅值和频率为恒定值，该控制过程包括：
故障期间将降低换流器控制回路中的交流电压参考值，其取值表示为式(1)，
式中，为正常工况下V/f控制中交流电压参考值，U'ac_WFMMC为故障情况下重新设计的交流电压参考值，Udc为故障期间MMC-MTDC直流电压，为预设的MMC-MTDC直流电压上限值，Kdc为WFMMC降压控制参数；
忽略MMC换流器有功功率损耗，故障期间MMC-MTDC输入与输出功率关系表示为式(2)，
PS＝PW-ΔP(2)，
其中，PS为GSMMC的输出功率，PW为所有WFMMC的输入功率总和，ΔP为MMC-MTDC输入与输出功率差额；
将式(2)进一步展开为式(3)，
式(3)中，I为WFMMC输入的交流电流有效值，为WFMMC交流侧功率因数，C为直流输电线路等效电容，其取值为换流器桥臂上所有子模块HBSM电...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾科，秦继朔，毕天姝，郑黎明，方煜，杨哲，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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