[发明专利]基于虚拟阻抗的多落点混合级联直流系统故障电流抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟阻抗的多落点混合级联直流系统故障电流抑制方法，在MMC控制中引入虚拟阻抗控制，提出虚拟阻抗的计算方法，并引入的虚拟阻抗调节系数，当检测到实际测量电流值与额定电流值的差值超过设定阈值时，通过发送触发信号0，使调节系数的值为虚拟阻抗控制模块的输出值，虚拟阻抗投入使用；否则通过发送触发信号1，切换调节系数的值为0，虚拟阻抗不再投入，所有MMC的控制变为正常运行时的控制；完成故障穿越时间后，系统恢复运行。本发明仅需改变VSC本身控制结构即可实现，不需要安装额外的限流装置，大大提升了经济性；通过故障时触发控制环节就能直接投入，不需要临时停止混合高压直流系统的电力传输。

技术领域

本发明涉及混合直流输电技术领域，具体为一种基于虚拟阻抗的多落点混合级联直流系统故障电流抑制方法。

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1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逆变站功率分配的能力。

当受端交流系统发生短路故障时，尽管混合级联直流系统兼具了LCC直流和VSC直流的技术优势，但由于逆变侧LCC换流器的存在，换相失败仍然是不可避免的一大问题。而无论是功率盈余还是LCC换相失败均可能会导致VSC过电流、过电压而引起VSC保护动作，造成VSC阀组闭锁，甚至会导致功率传输中断。

文献[1](刘泽洪,王绍武,种芝艺,黄勇,郭贤珊,肖鲲,刘杉,李探,赵文强.适用于混合级联特高压直流输电系统的可控自恢复消能装置[J].中国电机工程学报,2021,41(02):514-524)中记载了利用大容量可控自恢复消能装置来提升系统暂态特性，但该措施需要额外安装故障电流抑制装置，增加工程投资。

文献[2](许冬，李探，梅念，等.VSC与LCC混合级联直流输电系统暂态电流抑制方法[J].全球能源互联网，2020，3(2):166-171.)中提到添加额外装置来抑制故障电流，但额外的设备总是需要临时停止混合高压直流系统的电力传输，这危害了电力系统的安全运行。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于虚拟阻抗的多落点混合级联直流系统故障电流抑制方法，通过在MMC组控制中引入虚拟阻抗的方式来抑制级联型混合直流交流故障电流。技术方案如下：

一种基于虚拟阻抗的多落点混合级联直流系统故障电流抑制方法，包括以下步骤：

步骤1：在MMC控制中引入虚拟阻抗控制

MMC采用双环控制，在采用定功率外环控制的MMC站中，MMC直流电流与直流电压通过电流内环控制建立联系，故在内环控制中引入虚拟阻抗Zv__MMC；