[发明专利]一种MMC-HVDC桥臂不对称运行故障容错控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种MMC‑HVDC桥臂不对称运行故障容错控制方法及装置，其中方法包括如下步骤：依据直流极控模块的调制波计算各个桥臂换流阀子模块的初始投入数量；获取换流阀子模块上传的运行状态信息；依据换流阀子模块上传的运行状态信息，获取换流阀子模块的故障数量；依据换流阀子模块的故障数量及桥臂的电流方向，对各个桥臂换流阀子模块的初始投入数量进行修正，以消除若干个换流阀子模块故障时带来的桥臂电流不对称和直流电流波动。通过实时检测各个桥臂中换流阀子模块的状态信息并得到处于故障状态的换流阀子模块数量，结合桥臂电流方向，对投入的换流阀子模块数量进行修正，以消除若干个换流阀子模块故障导致的桥臂电流不对称和直流电流波动。

技术领域

本发明涉及电力系统柔性输电控制领域，特别涉及一种MMC-HVDC桥臂不对称运行故障容错控制方法及装置。

背景技术

随着全控型电力电子器件的发展和电力电子技术在电力系统中的应用，基于电压源换流器的高压直流输电技术(Voltage-Sourced Converter High Voltage DirectCurrent,VSC-HVDC)日益受到重视。模块化多电平换流器(MMC，Modular MultilevelConverter)是柔性直流输电系统应用中电压源换流器的一种，以其显著的优势广泛应用于柔性直流输电和新能源接入系统。

MMC-HVDC每个桥臂由一定数量的子模块和桥臂电抗器串联组成，通过控制每个桥臂投入、切除子模块的个数，使交流侧的输出电压逼近交流正弦电压，直流侧的输出电压逼近直流电压，实现系统的稳定运行。MMC-HVDC控制系统根据功能可划分为：远动通信模块、运行人员控制模块、协调控制模块(多端)、交流站控模块、直流站控模块、直流极控模块、阀控制模块，以及各子模块间通过标准接口通信。阀控系统为柔性直流换流阀部分的控制和监视系统，主要接受极控下发的调制波，生成子模块的脉冲控制信号。阀控系统同时具备子模块电压控制功能、换流阀级保护功能、换流阀状态监视等功能。

MMC含有大量级联子模块，为保证系统具有足够的容错性，工程中一般选择每桥臂串联一定个数的冗余子模块，为系统留出足够的安全裕度。MMC-HVDC正常运行时6个桥臂子模块个数相等，称为桥臂对称状态，6个桥臂子模块个数不完全相等，称为桥臂不对称状态。桥臂不对称状态一般是由于某个(些)桥臂有部分子模块故障而被旁路，导致其子模块数少于其他桥臂。桥臂的不对称将导致MMC-HVDC桥臂电流的不对称和环流的不对称进而导致直流电流出现基频波动。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种MMC-HVDC桥臂不对称运行故障容错控制方法及装置，通过实时检测各个桥臂中换流阀子模块的状态信息并得到处于故障状态的换流阀子模块的故障数量，结合桥臂电流方向，对各桥臂投入的换流阀子模块的数量进行修正，以消除若干个换流阀子模块故障导致的桥臂不对称所带来的桥臂电流不对称和直流电流波动，提高了系统运行的稳定性和安全性。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种MMC-HVDC桥臂不对称运行故障容错控制方法，所述MMC-HVDC桥臂控制系统包括：直流极控模块和阀控制模块，包括如下步骤：

依据所述直流极控模块的调制波计算各个桥臂换流阀子模块的初始投入数量N_putin；

获取所述换流阀子模块上传的运行状态信息；

依据所述换流阀子模块上传的运行状态信息，获取所述换流阀子模块的故障数量N_fault；

依据所述换流阀子模块的故障数量及所述桥臂的电流方向，对各个所述桥臂所述换流阀子模块的所述初始投入数量进行修正，以消除若干个所述换流阀子模块故障时带来的所述桥臂电流不对称和直流电流波动。

进一步地，依据所述换流阀子模块的故障数量N_fault及所述桥臂的电流流向对各个所述桥臂所述换流阀子模块的所述初始投入数量N_putin进行修正，包括：