一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了輸配電領(lǐng)域的一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法。其技術(shù)方案是：在整流側(cè)VSC采用的定直流電壓控制、定交流電壓控制，逆變側(cè)LCC包含低壓限流控制（VoltageDependentCurrentOrderLimiter，VDCOL）的定直流電流控制的基本控制策略基礎(chǔ)上，在整流側(cè)VSC加入低壓限壓控制（VoltageDependentVoltageOrderLimiter，VDVOL）。在混合直流輸電系統(tǒng)的逆變側(cè)LCC設(shè)置故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)的故障信息，確定整流側(cè)VSC是否啟動(dòng)VDVOL；若啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，則根據(jù)VDVOL的參數(shù)設(shè)置，對(duì)混合直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行在線控制。本發(fā)明的有益效果是，當(dāng)混合直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)LCC發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，降低直流電壓參考值，可以有效提高混合直流輸電系統(tǒng)對(duì)換相失敗的抵御能力并加快系統(tǒng)的故障恢復(fù)速度。
【專利說明】一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于輸配電【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的LCC-HVDC輸送容量大、電壓等級(jí)高得到了廣泛認(rèn)可，而目前在建VSC-HVDC工程的最高輸送容量和最高電壓等級(jí)也分別達(dá)到了 2X100(MW和500kV，雖然二者的容量和電壓等級(jí)還有一定差距，但是考慮到VSC-HVDC的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，結(jié)合LCC-HVDC和VSC-HVDC的混合直流輸電將具有工程應(yīng)用前景。本發(fā)明涉及的整流側(cè)為VSC、逆變側(cè)為L(zhǎng)CC的混合直流輸電，在遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電的并網(wǎng)方案中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力，是一種具有廣泛前景的混合結(jié)構(gòu)。目前新能源發(fā)電尤其以風(fēng)力發(fā)電迅速發(fā)展，VSC無需外加換相電壓，可以靈活控制交流母線電壓，此類混合直流輸電克服了 LCC連接風(fēng)電場(chǎng)時(shí)需外加換相電壓，VSC投資、損耗大的缺點(diǎn)，合理結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，雖然其逆變側(cè)可能發(fā)生換相失敗，但通過一定的措施可以減小其發(fā)生的概率。
[0003]換相失敗即當(dāng)逆變器兩個(gè)閥進(jìn)行換相時(shí)，因換相過程未能進(jìn)行完畢，或者預(yù)計(jì)關(guān)斷的閥關(guān)斷后，在反向電壓期間未能恢復(fù)阻斷能力，當(dāng)加在該閥上的電壓為正時(shí)，立即重新導(dǎo)通，則發(fā)生了倒換相，使預(yù)計(jì)開通的閥重新關(guān)斷。根據(jù)混合直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與運(yùn)行特性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種抑制整流側(cè)為VSC逆變側(cè)為L(zhǎng)CC的混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法，即整流側(cè)VSC采用的定直流電壓控制、定交流電壓控制，逆變側(cè)LCC包含低壓限流控制(Voltage Dependent Current Order Limiter, VDCOL)的定直流電流控制的基本控制策略的基礎(chǔ)上，在整流側(cè)VSC加入低壓限壓控制(Voltage Dependent Voltage OrderLimiter，VDVOL)。設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)控制策略可以有效提高混合直流輸電系統(tǒng)對(duì)換相失敗的抵御能力，而且可以加快系統(tǒng)的故障恢復(fù)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)整流側(cè)為VSC逆變側(cè)為L(zhǎng)CC的混合直流輸電系統(tǒng)換相失敗故障進(jìn)行研究，提出了一種抑制此類混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法。其特征在于，在整流側(cè)VSC采用的定直流電壓控制、定交流電壓控制，逆變側(cè)LCC包含VDCOL的定直流電流控制的基本控制策略的基礎(chǔ)上，在整流側(cè)VSC加入VDV0L，具體包括以下步驟:
步驟1:設(shè)計(jì)整流側(cè)VSC的VDVOL的參數(shù)；
步驟2:在混合直流輸電系統(tǒng)的逆變側(cè)LCC設(shè)置故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的故障信息，確定整流側(cè)VSC是否啟動(dòng)VDVOL ；
步驟3:若確定啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，則根據(jù)步驟I中VDVOL的參數(shù)設(shè)置，對(duì)混合直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行在線控制。
[0005]步驟I中，根據(jù)混合直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與運(yùn)行特性，整流側(cè)VSC的直流電壓參考值應(yīng)與逆變側(cè)LCC交流母線電壓呈線性關(guān)系。為預(yù)防換相失敗，通過仿真與系統(tǒng)分析，考慮一定的裕度以及電壓波動(dòng)范圍后，確定整流側(cè)VSC直流電壓與逆變側(cè)LCC交流母線電壓的關(guān)系，即VDVOL的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)與參數(shù)設(shè)置。
[0006]步驟2中，在混合直流輸電系統(tǒng)的逆變側(cè)LCC設(shè)置故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)逆變側(cè)LCC交流母線是否發(fā)生故障。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的故障信息，即是否發(fā)生故障使逆變側(cè)LCC交流母線電壓下降，確定是否啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制。若監(jiān)測(cè)到逆變側(cè)LCC發(fā)生故障且交流母線電壓跌落至啟動(dòng)VDVOL的限值，則啟動(dòng)VDVOL控制。
[0007]步驟3中，若確定啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，則根據(jù)步驟I中的VDVOL參數(shù)設(shè)置，降低整流側(cè)VSC定直流電壓的直流電壓參考值，對(duì)混合直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行在線控制。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，當(dāng)混合直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)LCC發(fā)生故障時(shí)，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)出的故障信息，啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，降低直流電壓參考值，可以有效提高混合直流輸電系統(tǒng)對(duì)換相失敗的抵御能力，而且可以加快系統(tǒng)的故障恢復(fù)速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明提供的整流側(cè)為VSC逆變側(cè)為L(zhǎng)CC的混合直流輸電系統(tǒng)圖；
圖2是本發(fā)明提供的一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法整流側(cè)VSC的控制框圖；
圖3是本發(fā)明提供的一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法逆變側(cè)LCC的控制框圖；
圖4是本發(fā)明提供的一種VDVOL的外特性曲線圖(以Α.ζ=2.5為例)。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖，對(duì)優(yōu)選實(shí)施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0011]混合直流輸電系統(tǒng)如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)的提供的一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法兩側(cè)的控制框圖如圖2和圖3所示:圖2為整流側(cè)VSC控制框圖，圖3為逆變側(cè)LCC控制框圖。即在整流側(cè)VSC采用的定直流電壓控制、定交流電壓控制，逆變側(cè)LCC采用包含VDCOL的定直流電流控制的基本控制策略的基礎(chǔ)上，在整流側(cè)VSC加入VDV0L，具體包括以下步驟:
步驟1:設(shè)計(jì)整流側(cè)VSC的VDVOL的參數(shù)
根據(jù)混合直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與運(yùn)行特性，由下式可知:
逆變側(cè)LCC的直流電壓Ud2為:
【權(quán)利要求】
1.一種抑制混合直流輸電換相失敗的協(xié)調(diào)控制方法，其特征是:在整流側(cè)VSC采用的定直流電壓控制、定交流電壓控制，逆變側(cè)LCC包含低壓限流控制(Voltage DependentCurrent Order Limiter，VDCOL)的定直流電流控制的基本控制策略的基礎(chǔ)上，在整流側(cè)VSC加入低壓限壓控制(Voltage Dependent Voltage Order Limiter, VDVOL),設(shè)計(jì)整流側(cè)VSC的VDVOL的參數(shù)；在混合直流輸電系統(tǒng)的逆變側(cè)LCC設(shè)置故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的故障信息，確定整流側(cè)VSC是否啟動(dòng)VDVOL ;若確定啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，則根據(jù)步驟I中VDVOL的參數(shù)設(shè)置，對(duì)混合直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行在線控制，根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)逆變側(cè)VDVOL的參數(shù)。
2.其特征是:根據(jù)混合直流輸電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與運(yùn)行特性，整流側(cè)VSC的直流電壓參考值應(yīng)與逆變側(cè)LCC交流母線電壓呈線性關(guān)系，為預(yù)防換相失敗，通過仿真與系統(tǒng)分析，考慮一定的裕度以及電壓波動(dòng)范圍后，確定整流側(cè)VSC直流電壓與逆變側(cè)LCC交流母線電壓的關(guān)系，即VDVOL的各轉(zhuǎn)折點(diǎn)與參數(shù)設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在混合直流輸電系統(tǒng)的逆變側(cè)設(shè)置故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其特征是:在混合直流輸電系統(tǒng)的逆變側(cè)LCC設(shè)置故障監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)逆變側(cè)LCC交流母線是否發(fā)生故障，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)到的故障信息，即是否發(fā)生故障使逆變側(cè)LCC交流母線電壓下降，確定是否啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，若監(jiān)測(cè)到逆變側(cè)LCC發(fā)生故障且交流母線電壓跌落至啟動(dòng)VDVOL的限值，則啟動(dòng)VDVOL控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的若確定啟動(dòng)整流側(cè)VDVOL控制，則根據(jù)VDVOL的參數(shù)，對(duì)混合直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行在線控制，其特征是:若確定啟動(dòng)整流側(cè)VSC的VDVOL控制，則根據(jù)步驟I中的VDVOL參數(shù)設(shè)置，降低整流側(cè)VSC定直流電壓的直流電壓參考值，對(duì)混合直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行在線控制。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK103730906SQ201310231501
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月13日
【發(fā)明者】趙成勇, 劉文靜, 郭春義, 劉濟(jì)豪 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)