[发明专利]一种适用于级联型混合直流的交直流故障联合穿越方法

说明书

本发明公开了一种适用于级联型混合直流的交直流故障联合穿越方法，基于主从控制模式，并在逆变侧柔性直流定功率控制的MMC2、MMC3换流站增设两个动态限幅环节，成倍提升其对交流故障的无功支撑能力，同时在MMC1、MMC2以及MMC3直流侧线路出口处配置单向导通的二极管，一方面可完全避免MMC逆变器转换为整流器，同时可在直流侧发送单极接地故障时，避免MMC向故障点放电，使得混合直流具有直流侧故障穿越能力。

技术领域

本发明涉及混合直流输电技术领域，具体为一种适用于级联型混合直流的交直流故障联合穿越方法。

背景技术

混合直流输电由于结合了常规直流(LCC-HVDC)与柔性直流(VSC-HVDC)两种各自的优点，近年来已经成为直流输电技术的重要发展方向。受端级联混合直流输电(如图1)的整流站由2组12脉动LCC串联构成，逆变站由1组12脉动换相换流器(LCC)和电压源换流器(VSC)并联组串联构成，并将低端VSC扩展为多个VSC并联并落点于不同区域电网，在增加混合直流系统传输功率的同时，多落点结构也同时有利于工程的分期建设(图中MMC为模块化多电平换流器，属于VSC的一种)。而受端换流站由于多个VSC换流站并联后再与LCC换流站级联，实际已经形成了多端系统，赋予了多个VSC逆变站具有功率分配的能力。

受端级联型混合直流中MMC逆变器在不闭锁情况下可以维持直流电压不降低为零，虽然此时其有功功率仍可以通过MMC逆变器输送，MMC定功率站与LCC整流侧指令值若不进行协调，则定直流电压控制的MMC逆变器将改为整流模式，不利于受端交流系统的稳定。因此，需明确受端级联型混合直流的控制特性，并需设计受端级联型混合直流系统的协调控制策略。

现有技术中，如混合级联型直流输电系统受端接线和控制方式(参考文献：徐政，王世佳，张哲任，徐雨哲，肖晃庆.LCC-MMC混合级联型直流输电系统受端接线和控制方式[J].电力建设，2018，39(07)：115-122)，该控制方式仅研究了混合级联型直流输电系统在不同受端接线和控制方式时的稳态和故障特性，并未针对系统的故障响应提出协调控制策略。再比如混合级联型直流输电系统的直流故障恢复控制策略(参考文献：杨硕，郑安然，彭意，郭春义，赵成勇.混合级联型直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略[J].电力自动化设备，2019，39(09)：166-172+179.)，其提出了混合级联型直流输电系统在直流故障期间及故障清除后的恢复控制策略，缓解了故障期间的过电流现象，但该控制策略仅针对于直流故障。另外，混合级联直流输电协调策略，(参考文献：曾蕊,李保宏,刘天琪,闫鹤鸣,米志伟.受端多落点级联型混合直流输电系统协调控制策略[J].电力自动化设备,2021,41(02):111-117.)，其提出了用于主从控制混合级联型直流输电协调策略，但是相关方法需要设计较多附加控制功能，仅适用于主从控制模式。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种适用于级联型混合直流的交直流故障联合穿越方法，能够成倍提升其对交流故障的无功支撑能力，并可完全避免MMC逆变器转换为整流器，同时可在直流侧发送单极接地故障时，避免MMC向故障点放电，使得混合直流具有直流侧故障穿越能力。技术方案如下：

一种适用于级联型混合直流的交直流故障联合穿越方法，其特征在于，包括：

(a)在混合直流系统中设置动态限幅控制环节：

级联型混合直流系统逆变侧低端的MMC换流站包括：定直流电压控制的MMC1，以及定有功功率控制的MMC2、MMC3；MMC的外环限幅包括有功电流限幅i_dlim和无功电流限幅i_qlim，并满足下式：

式中，i_lim为外环电流限幅值；

在定有功功率控制的MMC2、MMC3换流站增设两个动态限幅环节，具体设置如下：