[发明专利]基于故障限流器的混合级联型直流故障穿越系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于故障限流器的混合级联型直流故障穿越系统，其特征在于，包括多个故障限流器及其控制器，各故障限流器设置于混合级联型直流受端高端LCC直流出口和对应混合级联型直流受端低端MMC的直流入口之间；

当混合级联型直流受端高端LCC发生换相失败故障时，故障限流器控制器检测MMC直流电流达到故障限流器启动判据电流I_set时，将限流电阻投入，抑制直流故障电流，以避免MMC阀组闭锁；

当某个混合级联型直流受端低端MMC发生单极接地故障时，故障限流器借助自身拓扑阻断正常MMC和该故障MMC向故障点的放电回路，以保护MMC阀组；

所述故障限流器包括晶闸管阀V₁、V₂、V₃、V₄，二极管阀D₂、D₃、D₄，限流电阻R₁、R₂、R₃，电容C和断路器S₁；二级管阀D₃阴极连接于连接点1，阳极连接于断路器S₁的一端，断路器S₁的另一端连接于连接点3；晶闸管阀V₃阳极连接于连接点1，阴极连接于连接点3；限流电阻R₁的一端连接于连接点1，另一端连接于晶闸管阀V₁阳极，晶闸管阀V₁阴极连接于连接点6；电容C的初始电压U_c负方向连接于连接点3，正方向连接于连接点6；晶闸管阀V₄阳极与二极管阀D₄阴极共同连接于连接点3，晶闸管阀V₄阴极与二极管阀D₄阳极共同连接于连接点4；二极管阀D₂阳极连接于限流电阻R₃的一端，限流电阻R₃的另一端和晶闸管阀V₂的阴极同时连接于连接点4；二极管阀D₂阴极和晶闸管阀V₂的阳极共同连接于限流电阻R₂的一端，限流电阻R₂的另一端接于连接点6；所述连接点1连接到混合级联型直流受端高端LCC直流出口，所述连接点4连接到MMC主电路直流入口。

2.根据权利要求1所述的基于故障限流器的混合级联型直流故障穿越系统，其特征在于，所述故障限流器启动判据电流I_set取值小于MMC阀组的两倍过流裕度，即

I_set2I_mmcN；

其中，I_mmcN为单个MMC额定直流电流。

3.根据权利要求1所述的基于故障限流器的混合级联型直流故障穿越系统，其特征在于，所述电容C的电容值和初始电压满足：

其中，U_c为电容C初始电压，Δt为晶闸管关断时间；I_mmcN为单个MMC额定直流电流；R₂为限流电阻R₂的阻值；C为电容C的电容值；

限流电阻R₁满足：

其中，ΔU为LCC直通后定直流电压站MMC与整流侧直流电压差。

4.一种基于权利要求1所述基于故障限流器的混合级联型直流故障穿越系统的控制方法，其特征在于，包括：

S1：混合级联型直流系统启动时，首先闭合断路器S₁，持续为晶闸管阀V₃、V₄施加触发信号；

S2：系统进入稳态运行后，MMC直流电流全部流经晶闸管阀V₃、V₄所在支路，待流过断路器S₁的电流降到0时，打开断路器S₁；

S3：受端高端LCC换相失败故障发生后，当故障限流器控制器检测到MMC直流线路电流达到故障限流器启动判据电流I_set时，立即给晶闸管阀V₁、V₂施加触发信号；

S4：待故障切除后，故障限流器控制器给晶闸管阀V₃、V₄施加触发信号。