一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置，本发明专利技术以基于矢量化控制的双闭环控制结构中的内环电流给定值为被控对象，在检测到逆变站并网点电压异常时，通过改变内环电流给定值使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，在最大程度减小直流侧电压波动的基础上将对交流电网的无功支撑能力发挥到最大，从而可抑制柔直换流站直流母线电压波动，实现高低压故障穿越。实现高低压故障穿越。实现高低压故障穿越。

【技术实现步骤摘要】
一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置


[0001]本专利技术涉及一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置，属于电网输电


技术介绍

[0002]我国的新能源发电系统多采用集中并网、远距离输送的消纳方式，尤其是海上风电等的输送，通常需要通过柔直换流站与电网相连，非工频交流电先经过柔直换流站的整流站转换为同一电压等级的直流电，再通过柔直换流站的逆变站将直流电转换为能够并入电网的交流电。两大区域交流电网互联时，为隔绝两端电网相互之间的不利影响，通常也通过柔直换流站相互连接。
[0003]在这一结构中，送入柔直换流站与柔直换流站输出功率不平衡关系将体现在柔直换流站内部电容电压的变化上，电压的波动超过安全范围时将会自动切机脱网运行。在高压交流输电中，暂态短路等故障易引发低压故障穿越，继而触发无功补偿装置动作，而补偿装置受限于控制策略等因素，往往延迟滞后。因此，随着故障消除、电压恢复，补偿装置不能被及时切除，导致无功过剩，继而引发电网的瞬时高电压。随着柔直换流站应用场景的增加，故障状态下触发的柔直换流站规模性脱网，无疑会给电力系统造成巨大的功率缺口或潮流转变，进而引发一系列连锁反应，危害电网的安全运行。因此，需要柔直换流站具有一定的故障穿越能力，即在交流电网电压发生暂态跌落或升高时维持直流电压的相对稳定在一定时间内保持并网运行，并在故障穿越期间对交流电网提供感性或容性的无功支撑，帮助电网电压的恢复正常。
[0004]综上所述，如何实现柔直换流站的高低压故障穿越能力成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法及相关装置，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，包括：
[0008]获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；
[0009]若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
[0010]若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，包括：
[0011]若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电
流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
[0012]内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
[0013]改变当前的内环电流给定值的过程包括：
[0014]若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
[0015]若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，i
c
′
1dref
＝i
c1dref
，i
c
′
2qref
＝0；其中，i
c
′
1dref
为改变后的逆变站直轴电流，i
c1dref
为当前逆变站直轴电流，i
c
′
1qref
为改变后的逆变站交轴电流，I
cmax
为最大电流限幅值，i
c
′
2dref
为改变后的整流站直轴电流，i
c2dref
为当前整流站直轴电流，u
g1
为与逆变站并网点电压，u
N
为交流电网的额定电压幅值，i
c
′
2qref
为改变后的整流站交轴电流；
[0016]若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，i
c
′
2dref
＝I
cmin
，i
c
′
2qref
＝0；其中，I
cmin
为最小电流限幅值；
[0017]若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，i
c
′
1dref
＝I
cmax
，i
c
′
2dref
＝I
cmin
，i
c
′
2qref
＝0；
[0018]若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，i
c
′
1dref
＝i
c1dref
，i
c
′
2qref
＝0；
[0019]若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，i
c
′
2dref
＝I
cmax
，i
c
′
2qref
＝0；
[0020]若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，逆变站直轴电流越下限，i
c
′
1dref
＝I
cmin
，i
c
′
2dref
＝I
cmax
，i
c
′
2qref
＝0；其中，V1<V2<V3<V4。
[0021]一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，包括：
[0022]异常检测模块，获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；
[0023]参考电流切换模块，若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
[0024]参考电流切换模块，包括：
[0025]若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。
[0026]内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。
[0027]参考电流切换模块中，改变当前的内环电流给定值的过程包括：
[0028]若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；
[0029]若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，其特征在于，包括：获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。2.根据权利要求1所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，其特征在于，若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡，包括：若检测到逆变站并网点电压异常，根据逆变站并网点电压和当前整流站直轴电流，改变当前的内环电流给定值，使柔直换流站电容两端的功率达到平衡。3.根据权利要求1或2所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，其特征在于，内环电流给定值包括逆变站直轴电流、逆变站交轴电流、整流站的直轴电流和整流站的交轴电流。4.根据权利要求3所述的一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越方法，其特征在于，改变当前的内环电流给定值的过程包括：若检测到逆变站并网点电压异常，判断柔直换流站是否需要进行故障穿越；若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压高于V2，则当前整流站直轴电流不越下限，其中，i
′
c1dref
为改变后的逆变站直轴电流，i
c1dref
为当前逆变站直轴电流，i
′
c1qref
为改变后的逆变站交轴电流，I
cmax
为最大电流限幅值，i
′
c2dref
为改变后的整流站直轴电流，i
c2dref
为当前整流站直轴电流，u
g1
为与逆变站并网点电压，u
N
为交流电网的额定电压幅值，i
′
c2qref
为改变后的整流站交轴电流；若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V2但高于V1，则当前整流站直轴电流越下限，i
′
c2dref
＝I
cmin
，i
′
c2qref
＝0；其中，I
cmin
为最小电流限幅值；若需要进行低电压穿越、且逆变站并网点电压低于V1，则当前整流站直轴电流越下限，逆变站直轴电流越上限，i
′
c1dref
＝I
cmax
，i
′
c2dref
＝I
cmin
，i
′
c2qref
＝0；若需要进行高电压穿越、且逆变站电压不高于V3，则当前整流站直轴电流不越上限，i
′
c1dref
＝i
c1dref
，i
′
c2qref
＝0；若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V3但不高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，i
′
c2dref
＝I
cmax
，i
′
c2qref
＝0；若需要进行高电压穿越、且逆变站并网点电压高于V4，则当前整流站直轴电流越上限，
逆变站直轴电流越下限，i
′
c2dref
＝I
cmax
，i
′
c2qref
＝0；其中，V1<V2<V3<V4。5.一种柔直换流站交流电网高低压故障穿越装置，柔直换流站的逆变站和整流站均采用基于矢量化控制的双闭环控制结构，整流站的功率外环采用定功率控制，逆变站的功率外环采用定电压控制，其特征在于，包括：异常检测模块，获取逆变站并网点电压，对逆变站并网点电压进行异常检测；参考电流切换模块，若检测到逆变站并网点电压异常，改变当前的内环电流给定值，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大江，李强，贾勇勇，张国江，朱鑫要，陈静，张照辉，李文博，李铮，贾宇乔，吴盛军，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：