[发明专利]一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置

说明书

本发明涉及一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置，方法包括：根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；本发明提供的技术方案，提出了基于并联晶闸管开关、安全稳定控制装置和无源交流电网保护之间的相互协调配合控制方法，能够在柔直电网无源送端换流站、受端换流站及受端交流电网发生扰动事故过程中有效限制流入无源送端换流站的有功功率，实现柔直电网对这些故障的安全高效穿越。

技术领域

本发明涉及家电控制领域，具体涉及一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置。

背景技术

化石能源的日益枯竭迫切需要中国乃至世界进行能源结构的战略性调整。利用大规模新能源发电深度替代化石能源是能源转型的根本途径，也是新一代电力系统的重要特征。

目前，风电并网主要存在交流输电、常规直流输电和柔性直流输电三种联网方式。交流并网在短距离输电时具有成本低的优点，但是，在系统发生故障时会直接影响风电场的稳定运行。常规直流输电技术换流站占地面积大，需要装设大量的无功补偿与滤波装置，增加了建造成本，并且需要有交流电网支撑，无法工作在无源方式下。柔性直流输电技术因为其控制灵活、能连接无源电网、不需要装设无功补偿和滤波装置等优点，在风电并网领域受到了越来越多的应用。

中国内陆风电资源丰富，风电场多分布在西部和北部地区，存在大容量新能源孤岛方式并网远距离传输的工况，风电功率直接通过柔直并网传输时，送端换流站将采取无源控制的控制方式，为新能源机组提供稳定的电压和频率。柔直电网在为新能源发电无源并网提供电压支撑的同时，其限制因素也较为突出，连接新能源无源交流系统的换流站无法同时控制交流电压频率及其受入的新能源功率，故障引起的不平衡功率(短时或永久)将导致源端换流站过流或柔直电网过压。制约新能源柔直电网无源送出系统安全可靠输送大规模新能源发电的故障主要有以下3种类型：

(1)无源送端换流站单极闭锁故障后，另一极在10毫秒左右过流，导致整个换流站闭锁，所连接的风电场将全部停运；

(2)受端换流站发生单极或双极闭锁后，整个柔直电网在故障后30毫秒左右由于过电压而整体停运，所连接的风电场将全部停运；

(3)受端交流系统发生短路故障后，整个柔直电网由于过电压而整体停运，所连接的风电场将全部停运。

针对这三类故障，目前的可行方案是加装耗能装置，该方案也是目前所有新能源经柔性直流无源送出示范工程综合考虑各种方案并折衷后的普遍选择。但是，加装耗能装置方案的经济性严重制约了柔性直流及柔直电网在新能源无源送出场景中的应用。

发明内容

本发明提供一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法和装置，其目的是提出了基于并联晶闸管开关、安全稳定控制装置和无源交流电网保护之间的相互协调配合控制方法，能够在柔直电网无源送端换流站、受端换流站及受端交流电网发生扰动事故过程中有效限制流入无源送端换流站的有功功率，防止无源换流站过流、柔直电网过压而闭锁，实现柔直电网对这些故障的安全高效穿越。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种柔直电网无源送出系统故障穿越的方法，其改进之处在于，所述方法包括：

根据新能源发电无源送端换流站或柔直电网的运行状态信息控制双向晶闸管开关投入运行，使连通新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间连通并控制安全稳定控制装置切除新能源发电无源送端发电功率；

控制双向晶闸管开关，断开所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点与大地之间的连接；

其中，所述双向晶闸管开关一端与所述新能源发电无源送端换流站交流侧PCC点连接，另一端接地。