[发明专利]一种用于控制孤岛系统传输功率的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于控制孤岛系统传输功率的方法及系统，属于电力系统技术领域。本发明方法，包括：获取孤岛系统电流信号和功率信号；确定孤岛系统故障是否为单极闭锁故障及孤岛系统换流站直流电压可调范围；将孤岛系统换流站直流电压在所述可调范围内进行升压且降低换流站直流电流至预设范围，获取换流站正常极功率值；确定换流站正常极功率值下降且下降至换流站流入功率值，停止对孤岛系统换流站直流电压升压及停止降低换流站直流电流。本发明过程简单，易于实现，可以经济高效的实现孤岛系统新能源机组的故障穿越。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，并且更具体地，涉及一种用于控制孤岛系统传输功率的方法及系统。

背景技术

当新能源发电机组工作在孤岛运行的方式下，直接通过柔性直流输电系统送出时，换流站需要采用无源控制的控制方式，换流站给无源系统提供并网电压和频率支撑，由于无法通知功率的流入大小，当发生单极闭锁故障时，换流站流入的功率与桥臂电流的直流分量和交流分量成正相关关系，

其中i_armp为上桥臂电流，i_armn为下桥臂电流，I_dc为直流电流，i_va为交流电流，P换流站涌入的功率。

由此可以将换流站上下桥臂电流变为一个自变量为功率P的方程。每一个功率都与桥臂电流一一对应。

当发生单极闭锁时，正常极涌入的功率除了正常功率还有闭锁极的盈余功率，功率变为P'，

P'＝P+VP

其中P非故障时涌入的功率，VP为故障后需要转带的盈余功率。

单在发生单极闭锁时，功率上升，从而引起桥臂电流的上升，而风机减载需要时间，在故障发生后到风机减载完成期间基于动作保护的允许范围，升高直流电压U_dc的值到直流电压保护极限值U_dcrpro的情况下，可大幅降低由盈余功率所导致的桥臂电流上升，使桥臂电流的最大值低于桥臂过流保护的保护值i_armpro。

由于反时限动作保护原则，桥臂过流保护值和直流电压保护值的大小是一个与时间成反比的函数。

其中i_arm和U_dc为换流站正常运行时的换流站桥臂电流和直流电压，x,y为反时限保护系数。

桥臂过流保护值一般以电流的有效值为判断基准，因为桥臂电流中含有直流偏置，以上桥臂为例，此时桥臂电流的边界方程为：

以此为边界条件，我们可以得出正常极换流站所能承受的最大功率P_max：

投入控制方式下，所需要的消耗的功率减小为

P_cooper＝P+VP-P_max＜VP (6)

由以上分析可知，当发生单级闭锁后，换流站的正常极将转带故障极的功率，而该功率会引起换流站桥臂电流升高，当换流站桥臂电流大于过电流保护定值时，换流站正常极将会由于桥臂过电流而闭锁，导致新能源大面积脱网。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于控制孤岛系统传输功率的方法，包括：

确定新能源真双极柔直孤岛系统发生故障，获取孤岛系统电流信号和功率信号；