[发明专利]低频输电系统中线路故障的处理方法、系统、装置及介质

说明书

本发明公开了一种低频输电系统中线路故障的处理方法、系统、装置及介质，其中方法包括：确定检测到在低频线路中的第一相线路发生故障，切断第一相线路；将低频线路中的第二相线路和第三相线路调节为正交两相输电方式，以避免出现有功功率二倍频波动分量；其中，低频输电系统包括工频主网和低频线路，低频线路通过MMMC换流站与工频主网相联，MMMC换流站包括模块化多电平矩阵式换流器和换流变压器。本发明在低频线路中的线路出现故障时，将原三相输电方式转为二相输电方式，避免输送功率的丢失；另外，调整健全的两相线路的相位，进入正交两相输电方式，避免引入二倍频波动分量，有利于维持系统稳定。本发明可广泛应用于AC/AC变流技术领域。

技术领域

本发明涉及AC/AC变流技术领域，尤其涉及一种低频输电系统中线路故障的处理方法、系统、装置及介质。

背景技术

电压和频率是交流电能的两个最重要的参数。自从发明了变压器后，从发电、输电到用电，人们可以根据需要选取不同的电压等级，已达到提高效率、方便使用的目的。但频率尚未得到充分的利用，只能是50Hz或60Hz。如果能在发电、输电、用电等环节采用不同的频率，则可能发挥巨大的效益；例如，若采用较低的频率进行远距离输电可以大幅度提高线路输送能力；若采用较高的频率来使用电能，则可以显著减少电气设备的体积和重量，节约能源和原材料。交流输电系统的输送功率极限可用下式估计：

其中：U为输电系统额定电压，X为输电系统的电抗。

从上式中我们可以看出，输电线路的输送功率与输电系统的额定电压的平方成正比，与系的电抗X成反比。因此，为了提高输送功率，可以提高电压，也可以降低电抗，降低输电系统频率显然能够成反比地提高系统的输送功率极限。

由于电力电子技术的发展，模块化多电平矩阵式换流器(Modular Multi-LevelMatric Converter,MMMC)已在柔性输电领域广泛应用，采用MMMC将输电切换至更低的频率，且取得较好的效果。对于MMMC传统的控制策略，如果其低频线路发生单相故障，则直接闭锁换流器，这种策略会导致系统当前的输送功率全部丢失，对系统造成过大的冲击；如果保留健全两相进入非对称运行模式，在现有控制策略下，健全两相相差为120°，负序电压、电流分量引起的有功功率二倍频脉动，不利于系统的稳定。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种低频输电系统中线路故障的处理方法、系统、装置及介质。

本发明所采用的技术方案是：

一种低频输电系统中线路故障的处理方法，包括以下步骤：

确定检测到在低频线路中的第一相线路发生故障，切断第一相线路；

将低频线路中的第二相线路和第三相线路调节为正交两相输电方式，以避免出现有功功率二倍频波动分量；

其中，所述低频输电系统包括工频主网和低频线路，所述低频线路通过MMMC换流站与工频主网相联，所述MMMC换流站包括模块化多电平矩阵式换流器和换流变压器。

进一步，所述切断第一相线路，包括：

通过断路器切断第一相线路；

其中，第一相线路、第二相线路和所述第三相线路的两端均安装有断路器。

进一步，所述将低频线路中的第二相线路和第三相线路调节为正交的输电方式，包括：

通过模块化多电平矩阵式换流器的控制系统，将第二相线路和第三相线路之间的相位，从相差120°调节为相差90°，经由低频线路中的中性点接地构成电流回路，以形成正交两相输电方式。

进一步，所述低频线路在三相输电方式时，线路传递的总功率的表达式为：