柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法及系统，该方法包括：根据柔性直流输电系统的并网侧有功功率和限制功率，确定柔性直流输电系统的运行工况，其中，柔性直流输电系统执行初始故障穿越控制策略；基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，更新故障穿越控制策略，并根据柔性直流输电系统的运行工况，确定是否向柔性直流输电系统投入直流耗能装置，本发明专利技术能够有效避免非全相运行时直流过压、过流问题，可以广泛应用于高压直流输电技术领域中。中。中。

【技术实现步骤摘要】
柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及高压直流输电
，特别是关于一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法及系统。

技术介绍

[0002]中国的海岸线辽阔，海上风能资源丰富，发展海上风力发电对于解决能源危机、减缓气候变化、调整能源结构有着非常重要的意义。与其他国家相比，中国的海上风电正处于快速发展阶段，但是海上风电开发多集中于近海、浅海区域，远海风电的开发需求潜力巨大。基于电压源换流器的柔性直流输电因其显著的优点，正逐渐成为远海风电送出的首选方案。对于远海风电经柔性直流输电接入陆上交流电网的工程，为提高工程运行可靠性和经济性，交流故障穿越是柔性直流系统必须解决的关键技术问题之一。
[0003]目前，本领域技术人员的研究多集中于新能源场站侧的交流故障穿越以及盈余功率的处理，对电网侧的交流故障穿越策略的研究多针对于接地短路形态，对单回交流出线的柔性直流系统研究较少，特别对于是交流线路故障重合闸过程中非全相运行对柔性直流系统的影响。单回交流出线故障重合闸非全相运行过程中，柔性直流系统可能因控制器饱和引起直流过压、过流保护动作，进而导致穿越失败、直流系统闭锁，严重影响直流系统安全稳定运行。
[0004]因此，需要一种适用于单回交流出线并网的柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法，以解决上述单回交流出线故障重合闸非全相运行过程中柔性直流系统穿越失败的问题，从而提高高压直流系统运行可靠性。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法及系统，能够解决远海风电经柔性直流输电并网系统单回交流出线故障重合闸非全相运行过程中柔性直流系统穿越失败的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：第一方面，提供一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法，包括：
[0007]根据柔性直流输电系统的并网侧有功功率和限制功率，确定柔性直流输电系统的运行工况，其中，所述柔性直流输电系统执行初始故障穿越控制策略；
[0008]基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，更新故障穿越控制策略，并根据柔性直流输电系统的运行工况，确定是否向柔性直流输电系统投入直流耗能装置。
[0009]进一步地，所述根据柔性直流输电系统的并网侧有功功率和限制功率，确定柔性直流输电系统的运行工况，包括：
[0010]若柔性直流输电系统的并网侧有功功率未超过限制功率，则柔性直流输电系统处于低功率运行工况；
[0011]若柔性直流输电系统的并网侧有功功率超过限制功率，则柔性直流输电系统处于高功率运行工况。
[0012]进一步地，所述故障穿越控制策略包括：
[0013]故障后，当交流电压低于第一门槛值时，对d轴内环正序电流参考值进行限制；
[0014]故障清除后，当交流电压高于第二门槛值时，对d轴内环正序电流参考值按照设定的速率恢复至故障前水平；
[0015]在故障期间，d轴内环负序电流参考值保持为零，q轴内环电流参考值基于换流器和系统需求设定。
[0016]进一步地，所述基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，更新故障穿越控制策略，并根据柔性直流输电系统的运行工况，确定是否向柔性直流输电系统投入直流耗能装置，包括：
[0017]基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，并更新故障穿越控制策略；
[0018]若柔性直流输电系统处于低功率运行工况，则柔性直流输电系统执行更新后的故障穿越控制策略；
[0019]若柔性直流输电系统处于高功率运行工况，则向柔性直流输电系统投入预设时间的直流耗能装置后，柔性直流输电系统执行更新后的故障穿越控制策略。
[0020]进一步地，所述基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，并更新故障穿越控制策略，包括：
[0021]实时获取柔性直流输电系统的多层级协调控制信息；
[0022]基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态；
[0023]若柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器仅有一相断开，则将d轴内环正序电流参考值限值调节为1pu，同时将q轴内环正序电流参考值限值调节为0，得到更新后的故障穿越控制策略。
[0024]进一步地，若柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器并非仅有一相断开，则继续执行初始故障穿越控制策略。
[0025]进一步地，在确定柔性直流输电系统的运行工况前，还包括：
[0026]对柔性直流输电系统进行运行检查，解锁柔性直流输电系统的换流阀。
[0027]第二方面，提供一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制系统，包括：
[0028]运行工况确定模块，用于根据柔性直流输电系统的并网侧有功功率和限制功率，确定柔性直流输电系统的运行工况，其中，所述柔性直流输电系统执行初始故障穿越控制策略；
[0029]策略更新模块，用于基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，更新故障穿越控制策略，并根据柔性直流输电系统的运行工况，确定是否向柔性直流输电系统投入直流耗能装置。
[0030]第三方面，提供一种处理设备，包括计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理设备执行时用于实现上述柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法对应的
步骤。
[0031]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时用于实现上述柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法对应的步骤。
[0032]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0033]1、受传统故障穿越策略的影响，交流故障后非全相运行期间功率输出被波动性限制，导致直流电压升高进而控制器深度饱和，从而可能导致穿越失败，本专利技术综合判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，同时利用直流耗能装置配合投入实现交流故障穿越，能够有效避免非全相运行时直流过压、过流问题，本专利技术对提高柔性直流故障穿越能力、提升海上风电柔直送出系统运行可靠性具有重要意义。
[0034]2、本专利技术在换流设备耐受能力范围内，可以维持故障期间直流功率最大传输，并为交流系统提供一定的动态无功支撑。
[0035]综上所述，本专利技术可以广泛应用于高压直流输电
中。
附图说明
[0036]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法，其特征在于，包括：根据柔性直流输电系统的并网侧有功功率和限制功率，确定柔性直流输电系统的运行工况；其中，所述柔性直流输电系统执行初始故障穿越控制策略；基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，对故障穿越控制策略进行更新，并根据柔性直流输电系统的运行工况，确定是否向柔性直流输电系统投入直流耗能装置。2.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法，其特征在于，所述根据柔性直流输电系统的并网侧有功功率和限制功率，确定柔性直流输电系统的运行工况，包括：若柔性直流输电系统的并网侧有功功率未超过限制功率，则柔性直流输电系统处于低功率运行工况；若柔性直流输电系统的并网侧有功功率超过限制功率，则柔性直流输电系统处于高功率运行工况。3.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法，其特征在于，所述故障穿越控制策略包括：故障后，当交流电压低于第一门槛值时，对d轴内环正序电流参考值进行限制；故障清除后，当交流电压高于第二门槛值时，对d轴内环正序电流参考值按照设定的速率恢复至故障前水平；在故障期间，d轴内环负序电流参考值保持为零，q轴内环电流参考值基于换流器和系统需求设定。4.如权利要求2所述的一种柔性直流输电系统多层级协调故障穿越控制方法，其特征在于，所述基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，对故障穿越控制策略进行更新，并根据柔性直流输电系统的运行工况，确定是否向柔性直流输电系统投入直流耗能装置，包括：基于柔性直流输电系统的多层级协调控制信息，实时判断柔性直流输电系统中受端换流站交流出线三相交流断路器的状态，并更新故障穿越控制策略；若柔性直流输电系统处于低功率运行工况，则柔性直流输电系统执行更新后的故障穿越控制策略；若柔性直流输电系统处于高功率运行工况，则向柔性直流输电系统投入预设时间的直流耗能装置后，柔性直流输电系统执行更新后的故障穿越控制策略。5.如权利要求4所述的一种柔性直流输电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，卢亚军，蒲莹，王帅，李明，王业，熊凌飞，钟启迪，孔祥平，高子健，邹铁锐，任旭超，宾子君，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：