[发明专利]一种混合多端直流输电系统直流线路故障清除方法及装置

说明书

本发明涉及一种混合多端直流输电系统直流线路故障清除方法及装置，对于1个整流站和N‑1个逆变站组成的直流系统(N≥3)，在连接首端整流站和末端逆变站的直流线路上有N‑2个汇流母线区域，每个汇流母线区域连接一个中间逆变站，当相邻的两个汇流母线区域之间的直流线路、或者末端汇流母线区域与末端逆变站之间的直流线路发生故障时，控制直流系统重启；若直流系统重启不成功，则闭锁故障的直流线路下游的逆变站，再重启故障的直流线路上游的中间逆变站和首端整流站。本发明减少了线路故障时的功率损失和对交流系统的扰动，通过具体的线路故障清除方法实现了对混合多端直流输电系统线路故障的故障清除，提高了混合多端直流输电系统的可靠性。

技术领域

本发明属于混合直流输电技术领域，具体涉及一种混合多端直流输电系统直流线路故障清除方法及装置。

背景技术

近年来，高压直流输电以其大容量、远距离输电的优势，是西电东送战略的重要组成部分。高压直流输电工程多采用常规的LCC型(Line Commutated Converter)换流器，具有输送容量大、成本低、过载能力强等优点，但常规直流输电技术采用晶闸管换相时，逆变侧存在换相失败的问题。

近年来，基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)技术的直流输电系统取得了快速进步。MMC换流器具有可独立控制有功无功功率、不存在换相失败、可为无源孤岛系统供电等诸多优点。由多个不同类型换流站组成的混合多端直流输电系统可以有效解决逆变站换相失败的问题，并且具有经济性、灵活性等优势，将是未来远距离、大容量电力输送的发展方向。如图1所示，便为其中一种混合多端直流输电系统典型拓扑结构图，为混合三端直流输电系统拓扑结构示意图。其中，LCC站为整流站，MMC站1和MMC站2均为逆变站。

虽然有诸多优点，但是，该拓扑结构将导致直流线路故障率大大升高，因此需要设计合适的故障重合闸策略。

为了解决该问题，申请公布号为CN106026007A的中国发明专利申请文件公开了一种柔性直流输电系统直流故障重合闸策略，该方法首先利用SBSM换流器清除直流故障电流，将所有SBSM换流器投入到SBSM类半桥闭锁模式，并利用SBSM类半桥闭锁模式实现SBSM-MMC不控整流桥运行方式，然后对直流线路进行判断：若直流线路不再出现电流，则表明故障已经消失，系统重启运行；若直流线路再次出现电流，立即闭锁SBSM换流器。

该方法提供了一种控制策略，即：在出现直流线路故障时，便进行系统重启，在系统重启不成功的情况下，闭锁换流站。但是，相较于两端输电系统，多端直流输电系统直流线路拓扑结构更为复杂，常规两端直流线路故障清除方法并不完全适用。若在系统重启不成功的情况下，直接闭锁所有换流站，将大大增大线路故障时的功率损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合多端直流输电系统直流线路故障清除方法及装置，用以解决在系统重启不成功的情况下，直接闭锁所有换流站将大大增大线路故障时的功率损失的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种混合多端直流输电系统直流线路故障清除方法，包括如下步骤：

1)对于1个整流站和N-1个逆变站组成的直流系统，在连接首端整流站和末端逆变站的直流线路上有N-2个汇流母线区域，每个汇流母线区域连接一个中间逆变站，当相邻的两个汇流母线区域之间的直流线路、或者末端汇流母线区域与末端逆变站之间的直流线路发生故障时，控制直流系统重启；其中，N≥3；

2)若直流系统重启不成功，则闭锁故障直流线路下游的逆变站，再重启故障直流线路上游的中间逆变站和首端整流站。

本发明还提供了一种混合多端直流输电系统直流线路故障清除装置，包括处理器，所述处理器用于执行指令实现如下方法：