[发明专利]一种柔性直流输电双极系统抑制换流器过负荷的方法

说明书

本发明提出了一种柔性直流输电双极系统抑制换流器过负荷的方法，针对连接于新能源接入等孤岛无源系统，双极换流器交流侧两极分别接入独立的交流母线，两极母线采用电子式开关设备作为母联开关，换流器双极运行，母联电子式开关连通，一极闭锁时，监测当双极功率大于一极换流器最大功率限制时，断开母联电子式开关，当双极功率小于一极最大功率限制时，保持电子式开关导通状态。此外，针对送端换流器直流线路至受端换流器发生故障问题，在正负极直流母线上各增加通过电子式开关连接的耗能电阻装置，检测直流过电压时开通电子式开关投入耗能电阻装置，抑制换流器过电压。

技术领域

本发明属于电力系统柔性输电领域，具体涉及一种柔性直流输电双极系统抑制换流器过负荷的方法。

背景技术

柔性直流输电采用电压源换流器，可以独立调节有功和无功的输出，提高交流系统的输电能力，易于构成多端直流输电系统，在可再生能源的发电并网、孤岛城市供电以及交流系统互联等应用领域，具有明显的竞争力。随着电力电子器件和控制技术的进步，柔性直流输电系统容量和电压等级越来越高。

为了实现大容量功率输送的要求，需要增加子模块数量以提高电压等级，但过多子模块级联增加阀控设备控制难度，因此采用双极结构形式，在减少单个换流单元子模块级联数目的同时达到同样传输功率的目的，成为一种可行的选择。

柔性直流输电双极系统结构，实现孤岛可再生新能源送出时，风电、光伏等新能源多点汇入交流母线，双极各接入交流母线，如双极母线不相连接，两极功率不平衡，换流器接地极存在较大电流问题，此外，当换流器一极出现故障时，连接该极的母线功率将全部损失，无法实现新能源的有效送出。如双极母线直接连接，不加以控制，当一极出现故障时，另一极由于功率转移，存在过负荷停运风险。此外，当送端换流器区外出现故障时，功率无法送出，对应故障极会出现直流过电压问题等。

为了有效可靠的解决双极系统换流器一极发生故障闭锁，避免另一极过负荷停运，以及送端换流器区外故障，避免故障极出现直流过电压，保证新能源的有效送出问题，需要找到新的过负荷及抑制直流过电压方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种柔性直流输电双极系统抑制换流器过负荷的方法，应对单极故障，抑制另一极出现过负荷问题，并解决直流过压问题，最优化的实现新能源的可靠送出。

为了达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种柔性直流输电双极系统抑制换流器过负荷的方法，双极换流器交流侧双极分别接入各自交流母线，在交流母线之间增加母联电子式开关设备连接，换流器双极运行，母联电子式开关连通，当换流器一极闭锁时，监测判断双极功率大于单极换流器最大功率限制Pmax时，断开母联电子式开关，当双极功率小于单极换流器最大功率限制Pmax时，保持母联电子式开关导通状态。

进一步，其具体操作步骤如下：

(1)换流器双极分别接入各自交流母线，在交流母线之间增加母联电子式开关设备，母联电子式开关为连通状态；

(2)判断比较当前双极母线功率P＝P1+P2与单极换流器最大功率限制Pmax 大小；单极出现故障闭锁时，判断当P≥Pmax时，延时t时刻，分断母联电子式开关QF，当PPmax时，保持母联电子式开关QF为连通状态；

(3)换流器一极故障闭锁后，故障极对应交流母线上的功率根据母联电子式开关的状态，由另一正常极送出或者停止送出，保证了非故障极送出功率在 Pmax内，从而避免了故障极引起另一极过负荷停运问题。

进一步，步骤(2)所述延时t可整定范围为(0-T_set)，T_set小于单极闭锁后另外一极功率上升到换流器过负荷门槛时间。

进一步，所述母联电子式开关为具有电流分合功能的快速电子式开关设备。

进一步，所述母联电子式开关为电力电子开关或直流断路器。