柔直故障穿越方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及柔性直流输电技术领域，提供一种柔直故障穿越方法和系统，其中方法包括：在陆上交流电网发生故障期间，海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率；在陆上交流电网发生故障期间，网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率；在陆上交流电网发生故障期间，低压直流耗能装置检测到本地低压直流电压超过设定值后快速投入耗能

【技术实现步骤摘要】
柔直故障穿越方法和系统


[0001]本专利技术涉及柔性直流输电
，尤其涉及一种柔直故障穿越方法和系统
。

技术介绍

[0002]风电孤岛柔直并网方式下的故障穿越方法，主要可以分为降载法
、
升频法
、
降压法和附加直流耗能法四类
。
其中，降载法依赖远程通信，可靠性不高，并且较长的通信延时也会导致故障穿越失败，例如现有稳控系统切机的动作时间为百毫秒级，远大于功率不平衡导致直流过压保护动作时间
。
升频法检测高压直流电压，当高压直流电压过压时升高海上换流站交流频率，风机检测交流频率，当交流频率过频时降低风机输出的有功功率，但是检测频率有一定的延时，降低功率的速度较慢，当高压直流侧等效电容较小时，仍然会造成故障穿越失败
。
降压法与升频法类似，都是通过检测高压直流电压过压时来降低风机输出的有功功率，不同之处在于降压法省去了中间的升频和降功率过程，直接通过限制风机变流器内环有功电流指令和降低风机变流器交流电压来实现有功功率的降低，其降低功率的速度较快
。
上述三种方法都是通过降低风机输出功率来抑制高中压直流侧的功率不平衡，但是源头的风机机械功率并没有降低，功率不平衡问题只是从高压直流侧转移到了风机变流器的低压直流侧或者风机转子中，前者会导致低压直流侧过压，后者会导致风机转速上升，都有可能导致故障穿越失败
。
附加直流耗能法在高压直流线路上安装高压直流耗能装置，故障期间通过耗能装置消纳不平衡功率，避免高压直流过电压，但是高压直流耗能装置属于一次设备，其体积大，成本高；而风力发电机组本身就具备故障穿越能力，全功率变流器低压直流侧本身就安装有低压耗能装置，附加直流耗能法却没有充分利用这一点
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决
技术介绍
中的至少一个技术问题，提供一种柔直故障穿越方法和系统
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种柔直故障穿越方法，包括：
[0005]在陆上交流电网发生故障期间，海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率；
[0006]在陆上交流电网发生故障期间，网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率；
[0007]在陆上交流电网发生故障期间，低压直流耗能装置检测到本地低压直流电压超过设定值后快速投入耗能
。
[0008]根据本专利技术的一个方面，所述海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率，包括：
[0009]海上换流器检测到本地直流电压值
U
OFF_DC
大于过压定值
V
DC_OV
时，降低交流电压参考值
V
off
至
V
off_min
，同时增大海上换流器
d
轴电流限流幅值低值
I
off_lt
至高值
I
off_st
并保持
t
oi
时间；
[0010]当直流过压恢复时，延迟
t
ov
时间恢复海上交流
d
轴电压指令值至
V
off
。
[0011]根据本专利技术的一个方面，所述网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率，包括：
[0012]网侧变流器检测到本地交流电压
u
GSC_dp
小于低电压定值
V
GSC_LV
时，将电流限幅值从网侧变流器交流低压限流电流高门槛值
I
GSC_H
切换网侧变流器交流低压限流电流低门槛值
I
GSC_L
；
[0013]设置电流限幅值定值
K
GSC_LIM
对电流限幅值的上升速率进行限制
。
[0014]根据本专利技术的一个方面，所述低压直流耗能装置检测到本地低压直流电压超过设定值后快速投入耗能为：
[0015]网侧变流器从低压直流侧吸取的功率被限制时，机侧变流器向低压直流侧注入的功率不变，低压直流电压上升，当本地低压直流电压值
U
GSC_DC
大于过压定值
V
GSC_DC_OV
，快速投入低压直流耗能装置消纳不平衡功率，保持低压直流电压平稳
。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还提供一种柔直故障穿越系统，包括：
[0017]海上换流器控制模块，用于在陆上交流电网发生故障期间，令海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率；
[0018]网侧变流器控制模块，用于在陆上交流电网发生故障期间，令网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率；
[0019]低压直流耗能装置控制模块，用于在陆上交流电网发生故障期间，令低压直流耗能装置检测到本地低压直流电压超过设定值后快速投入耗能
。
[0020]为实现上述目的，本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器
、
存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的柔直故障穿越方法
。
[0021]为实现上述目的，本专利技术还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计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的柔直故障穿越方法
。
[0022]根据本专利技术的一个方案，基于本地电气特征的风电孤岛柔直并网故障穿越方法，包括：在陆上交流电网发生故障期间，海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率；在陆上交流电网发生故障期间，网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率；在陆上交流电网发生故障期间，低压直流耗能装置检测到本地低压直流电压超过设定值后快速投入耗能
。
根据本专利技术的方案，当陆上交流电网发生故障时，海上换流器
、
网侧变流器和低压耗能装置分别基于本地电气特征，自动采取相应控制措施，有效提高故障穿越成功率
。
[0023]根据本专利技术的方案，本专利技术充分利用全功率风机变流器固有的低压耗能装置，无需新增高压直流耗能装置，节省投资；同时本专利技术完全基于本地电气特征判断，不依赖远程通信，可靠性高，动作速度快，故障穿越成功率高
。
附图说明
[0024]图1示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的柔直故障穿越方法的流程图；
[0025]图2示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的海上换流器控制器设计框图；
[0026]图3示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的网侧变流器控制器设计框图；
[0027]图4示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的低压耗能装置控制器设计框图；
[0028]图5示意性表示根据本专利技术的一种实施方式的陆上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
柔直故障穿越方法，其特征在于，包括：在陆上交流电网发生故障期间，海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率；在陆上交流电网发生故障期间，网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率；在陆上交流电网发生故障期间，低压直流耗能装置检测到本地低压直流电压超过设定值后快速投入耗能
。2.
根据权利要求1所述的柔直故障穿越方法，其特征在于，所述海上换流器检测本地直流电压超过设定值后快速降低传输功率，包括：海上换流器检测到本地直流电压值
U
OFF_DC
大于过压定值
V
DC_OV
时，降低交流电压参考值
V
off
至
V
off_min
，同时增大海上换流器
d
轴电流限流幅值低值
I
off_lt
至高值
I
off_st
并保持
t
oi
时间；当直流过压恢复时，延迟
t
ov
时间恢复海上交流
d
轴电压指令值至
V
off
。3.
根据权利要求1所述的柔直故障穿越方法，其特征在于，所述网侧变流器检测本地交流电压低于设定值后快速降低传输功率，包括：网侧变流器检测到本地交流电压
u
GSC_dp
小于低电压定值
V
GSC_LV
时，将电流限幅值从网侧变流器交流低压限流电流高门槛值
I
GSC_H...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁久东，郭晓，陈福锋，刘文彪，史博伦，李星奎，王哲，
申请(专利权)人：南京国电南自软件工程有限公司，
类型：发明
国别省市：