混合直流换流器故障闭锁控制方法和控制装置制造方法及图纸

本申请提供一种混合直流换流器故障闭锁控制方法和控制装置。所述混合直流换流器包括串联连接的电流源型阀组和电压源型阀组，所述电流源型阀组包括电网换相换流器，所述电压源型阀组包括电压源换流器，当直流线路发生接地故障需要退出所述电网换相换流器时，所述方法包括：控制所述电网换相换流器投入旁通对，重启对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器，如果重启成功，闭合所述电流源型阀组的旁通开关，闭锁所述电网换相换流器，隔离所述电网换相换流器，如果重启失败，闭锁所述电压源换流器，发出跳所述电压源换流器的进线开关命令，所述电压源换流器的进线开关跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。

【技术实现步骤摘要】
混合直流换流器故障闭锁控制方法和控制装置


[0001]本申请涉及混合直流输电
，具体涉及混合直流换流器故障闭锁控制方法和控制装置。

技术介绍

[0002]基于晶闸管的电流源型高压直流输电优点为换流器损耗小，发生直流线路故障时可通过移相来重启直流系统。缺点是逆变侧换流器工作在有源逆变，不能接入无源系统。逆变侧接入弱交流系统出现扰动后容易发生换相失败。无功消耗大，电压、电流谐波含量高，需要安装滤波装置提供无功功率和滤波。基于电压源换流器的直流输电优点为可控性高，可接入无源系统，不需要无功补偿装置。缺点为换流器开关损耗大，采用半桥结构的模块化多电平换流器不能控制直流侧故障时的故障电流，在故障发生后只能通过断开交流侧断路器来切除故障。
[0003]ABB公司对于直流侧故障，采用增加直流线路的直流断路器来解决直流侧故障，但是直流断路器成本高、可靠性还有待验证。西门子公司对于直流侧故障，采用全桥电路结构的模块化多电平换流器来解决，但是全桥电路结构的换流器损耗大。阿尔斯通公司对于直流侧故障，采用全桥电路并且桥臂串联电力电子开关器件的方式来解决，但是可靠性还有待验证。浙江大学对于直流侧故障，采用在主回路串联二极管来解决，但是二极管不参与功率变换，自身会产生损耗。
[0004]南瑞继保公司对于直流侧故障，提出一种带旁通支路的电网换相换流器和电压源换流器串联的混合直流换流器，电压源换流器只需采用半桥电路结构的模块化多电平换流器，电网换相换流器能自然阻断直流侧故障电流，旁通支路又能可靠保护电压源换流器，运行方式也更加灵活。混合直流换流器所在的直流输电系统发生直流线路接地故障需要退出所述电网换相换流器时或所述电流源型阀组发生接地故障需要退出所述电网换相换流器时，传统的闭锁策略可能存在电压源型阀组对故障点放电，造成故障扩大风险。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供一种混合直流换流器故障闭锁控制方法，所述混合直流换流器包括串联连接的电流源型阀组和电压源型阀组，所述电流源型阀组包括电网换相换流器，所述电压源型阀组包括电压源换流器，所述控制方法用于直流线路发生接地故障需要退出所述电网换相换流器或所述电流源型阀组发生接地故障需要退出所述电网换相换流器的情形，所述方法包括：
[0006]若直流线路发生接地故障，控制所述电网换相换流器投入旁通对，重启对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器；
[0007]若电流源型阀组发生接地故障，发跳所述电网换相换流器的进线开关命令，控制所述电网换相换流器投入旁通对，闭锁电压源换流器，发跳电压源换流器的进线开关命令。
[0008]根据一些实施例，其中，当重启成功时，闭合所述电流源型阀组的旁通开关，闭锁
所述电网换相换流器，隔离所述电网换相换流器；或者控制所述对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器继续运行。
[0009]根据一些实施例，其中，控制所述对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器继续运行时，控制所述电网换相换流器的各个桥臂的旁通对轮流导通。根据一些实施例，其中，当重启失败时，闭锁所述电压源换流器，发跳所述电压源换流器的进线开关命令，所述电压源换流器的进线开关跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。
[0010]根据一些实施例，其中，所述电压源换流器的进线开关跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。
[0011]根据一些实施例，其中，所述电流源型阀组的阴极与所述电压源型阀组的正极连接，或者所述电流源型阀组的阳极与所述电压源型阀组的负极连接。
[0012]根据一些实施例，其中，所述电流源型阀组采用如下任一形式：
[0013]电网换相换流器；
[0014]相互并联的电网换相换流器和旁通开关；
[0015]包括电网换相换流器、旁通开关、旁通刀闸和两个隔离刀闸，其中，电网换相换流器与旁通开关并联连接，并联连接后的两端分别连接两个隔离刀闸的一端，旁通刀闸的两端分别连接两个隔离刀闸的另一端。
[0016]根据一些实施例，其中，所述电网换相换流器采用六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路或由多个六脉动桥式电路串联组成的电路，其由不可关断的半控型功率半导体构成。
[0017]根据一些实施例，其中，所述不可关断的半控型功率半导体为晶闸管。
[0018]根据一些实施例，其中，所述电压源型阀组采用如下任一形式：
[0019]I型：单个电压源换流器或两个及以上电压源换流器并联；
[0020]II型：单个电压源换流器或两个及以上电压源换流器并联、旁通开关，其中，电压源换流器与旁通开关并联连接；
[0021]III型：包括单个电压源换流器或并联的两个及以上电压源换流器、旁通开关、旁通刀闸和两个隔离刀闸，其中，电压源换流器与旁通开关并联连接，并联连接后的两端分别连接两个隔离刀闸的一端，旁通刀闸的两端分别连接两个隔离刀闸的另一端。
[0022]根据一些实施例，其中，对于I型、II型、III型，所述电压源型阀组还包括限流电抗器，所述限流电抗器与所述电压源换流器串联，或者对于II型、III型，所述电压源型阀组还包括限流电抗器、与所述限流电抗器串联的旁通开关。
[0023]根据一些实施例，其中，所述电压源换流器采用两电平换流器、二极管箝位型多电平换流器、模块化多电平换流器MMC、混合多电平换流器HMC、两电平级联型换流器CSL或堆叠式两电平换流器CTL；其中，所述模块化多电平换流器MMC为半桥子模块组成的模块化多电平换流器，或者全桥子模块组成的模块化多电平换流器，或者半桥子模块和全桥子模块混合组成的模块化多电平换流器。
[0024]根据一些实施例，其中，所述模块化多电平换流器MMC的半桥子模块或全桥子模块带有旁路开关或晶闸管，所述旁路开关或晶闸管并联在半桥子模块或全桥子模块两端，用于旁通半桥子模块或全桥子模块。
[0025]根据一些实施例，其中，所述模块化多电平换流器MMC的半桥子模块还带有保护晶闸管，所述保护晶闸管并联在半桥子模块两端，保护与其并联的可关断的全控型功率半导
体的反向二极管。
[0026]根据一些实施例，其中，所述电压源换流器由可关断的全控型功率半导体构成，所述可关断的全控型功率半导体采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT、集成门极换流晶闸管IGCT、可关断晶闸管GTO、电力场效应管Power MOSFET、电子注入增强栅晶体IEGT、门极换流晶闸管GCT 或碳化硅增强型结型场效应晶体管SiC-JFET。
[0027]根据一些实施例，其中，所述直流线路发生接地故障，通过线路突变量或行波保护动作来判断。
[0028]根据一些实施例，其中，所述电流源型阀组发生接地故障，通过换流器差动保护动作来判断。
[0029]根据一些实施例，其中，如果所述混合直流换流器包括有防止电压源换流器流过反向电流的二极管阀组，所述如果重启成功，在闭合所述电流源型阀组的旁通开关前，投入防止电压源换流器流过反向电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合直流换流器故障闭锁控制方法，所述混合直流换流器包括串联连接的电流源型阀组和电压源型阀组，所述电流源型阀组包括电网换相换流器，所述电压源型阀组包括电压源换流器，所述控制方法用于直流线路发生接地故障需要退出所述电网换相换流器或所述电流源型阀组发生接地故障需要退出所述电网换相换流器的情形，所述方法包括：若直流线路发生接地故障，控制所述电网换相换流器投入旁通对，重启对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器；若电流源型阀组发生接地故障，发跳所述电网换相换流器的进线开关命令，控制所述电网换相换流器投入旁通对，闭锁电压源换流器，发跳电压源换流器的进线开关命令。2.根据权利要求1所述的方法，其中，当重启成功时，闭合所述电流源型阀组的旁通开关，闭锁所述电网换相换流器，隔离所述电网换相换流器；或者控制所述对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器继续运行。3.根据权利要求2所述的方法，其中，控制所述对站相应极的换流器和所述混合直流换流器的电压源换流器继续运行时，控制所述电网换相换流器的各个桥臂的旁通对轮流导通。4.根据权利要求1所述的方法，其中，当重启失败时，闭锁所述电压源换流器，发跳所述电压源换流器的进线开关命令，所述电压源换流器的进线开关跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电压源换流器的进线开关跳开后闭合所述电流源型阀组的旁通开关。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电流源型阀组的阴极与所述电压源型阀组的正极连接，或者所述电流源型阀组的阳极与所述电压源型阀组的负极连接。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电流源型阀组采用如下任一形式：电网换相换流器；相互并联的电网换相换流器和旁通开关；包括电网换相换流器、旁通开关、旁通刀闸和两个隔离刀闸，其中，电网换相换流器与旁通开关并联连接，并联连接后的两端分别连接两个隔离刀闸的一端，旁通刀闸的两端分别连接两个隔离刀闸的另一端。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电网换相换流器采用六脉动桥式电路、十二脉动桥式电路或由多个六脉动桥式电路串联组成的电路，其由不可关断的半控型功率半导体构成。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述不可关断的半控型功率半导体为晶闸管。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电压源型阀组采用如下任一形式：I型：单个电压源换流器或两个及以上电压源换流器并联；II型：单个电压源换流器或两个及以上电压源换流器并联、旁通开关，其中，电压源换流器与旁通开关并联连接；III型：包括单个电压源换流器或并联的两个及以上电压源换流器、旁通开关、旁通刀闸和两个隔离刀闸，其中，电压源换流器与旁通开关并联连接，并联连接后的两端分别连接两个隔离刀闸的一端，旁通刀闸的两端分别连接两个隔离刀闸的另一端。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，对于I型、II型、III型，所述电压源型阀组还包括限流电抗器，所述限流电抗器与所述电压源换流器串联，或者对于II型、III型，所述电压源型阀组还包括限流电抗器、与所述限流电抗器串联的旁通开关。12.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢东斌，赵文强，侍乔明，王永平，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：