[发明专利]一种MMC-HVDC交流侧不对称故障诊断方法

说明书

本发明属于电力系统直流输电领域，尤其涉及一种MMC‑HVDC交流侧不对称故障诊断方法。实时监测换流站出口处的直流电压，并实时存储电压值；将存储的电压值与函数f(t)进行相乘，对相乘结果进行数据处理，提取故障特征量；建立故障判据，若判据式中有一个成立，则判定交流侧发生不对称故障，否则，判定非此故障。该方法分析了MMC‑HVDC交流侧发生不对称故障时，负序分量引起换流站及直流侧发生二倍频波动的原理。并且通过滤波和积分的方法提取直流侧电气量的二倍频分量，并且以二倍频分量作为故障量判据。该方法将提高针对MMC‑HVDC交流侧不对称故障的保护选择性，快速性，灵敏性和可靠性。

技术领域

本发明属于电力系统直流输电领域，尤其涉及一种MMC-HVDC交流侧不对称故障诊断方法。

背景技术

模块化多电平换流器型高压直流输电(Modular Multilevel Converter-HighVoltage Direct Current，MMC-HVDC)是柔性直流输电的一种新型换流器拓扑结构，并以其大容量、高效率、远距离、低谐波率、低开关频率、电压等级易扩展等优势，受到广泛的关注，有着很好的发展前景。与此同时，针对MMC-HVDC故障机理分析和保护也是亟待研究的问题。

故障在柔性交直流电网交流电网侧发生后，在交、直流电网连接端口的交流电网侧的多个端口形成故障电流。MMC型电压源换流器作为交、直流电网的接口装置，本身的拓扑结构、控制和测量算法等不具备交、直流电网的电气对称性，对直流侧和交流侧显现的暂态特性存在较大差异。交流侧电网发生故障时，在交直流电网侧都会形成故障分量。因此，针对故障分量在交、直流电网之间通过MMC在多个端口穿越和感应的原理是本发明的技术支撑。

针对换流站交流侧发生不对称故障，交流侧电气量能够表现出故障特征，传统的交流系统的故障检测及保护算法仍然适用。同时，由于交流侧不对称故障，故障分量经过换流站穿越到直流侧，在直流侧形成明显二倍频分量，这可以作为交流侧不对称故障的一个显著故障分量特征。基于此，可以通过对直流侧二倍频分量的分析和提取，建立故障判据，形成基于直流侧电气量的保护策略。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种MMC-HVDC交流侧不对称故障诊断方法，所述方法包括：

步骤1、实时监测换流站出口处的直流电压，并实时存储电压值U_dc；

步骤2、将步骤1中存储的U_dc与函数f(t)＝2cos 2ω₀t进行相乘，函数f(t)的采样频率与直流电压的采样频率保持一致；

步骤3、对步骤2中的相乘结果进行数据处理，提取故障特征量；

步骤4、建立故障判据

U₁≥K_lU_set1 (1)

U₂≥K_lU_set2 (2)

U₁≥K_lU_set1&U₂≥K_lU_set2 (3)

其中K_l为灵敏度系数；

运行过程中，根据步骤3中选采取的方法，如果(1)(2)(3)式中有一个成立，则判定交流侧发生不对称故障，否则，判定非此故障。

所述步骤3的具体过程为