本技術(shù)涉及直流故障穿越，尤其涉及一種柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、海上風(fēng)能具有儲(chǔ)量豐富、能源效益更高的優(yōu)勢(shì)，不受土地資源和人口分布的限制，海上風(fēng)電成為當(dāng)前和未來(lái)風(fēng)電發(fā)展的重心。隨著海上風(fēng)電朝大容量、深遠(yuǎn)海發(fā)展，為進(jìn)一步壓縮海陸輸電線(xiàn)路，降低輸電成本，海上風(fēng)電經(jīng)海纜－架空線(xiàn)混合直流線(xiàn)路直送負(fù)荷中心的方案將成為未來(lái)超大規(guī)模海上風(fēng)電直送負(fù)荷中心場(chǎng)景下的優(yōu)選方案。

2、雖然架空線(xiàn)能夠顯著降低輸電成本，但是故障率較高，需要柔直輸電系統(tǒng)具備直流故障處理能力?，F(xiàn)有故障處理方式主要有基于直流斷路器方案和基于全半橋混合型mmc方案，但直流斷路器設(shè)備成本較高且可靠性無(wú)法保證。

3、此外，在直流故障期間，海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)機(jī)功率難以及時(shí)響應(yīng)，盈余功率將積累在直流線(xiàn)路上，導(dǎo)致直流電壓迅速升高，若不采取措施會(huì)觸發(fā)過(guò)電壓保護(hù)而造成柔性直流輸電系統(tǒng)停運(yùn)，甚至危害該系統(tǒng)中電力設(shè)備安全?，F(xiàn)有盈余功率的處理方式包括交流集中耗能裝置和并聯(lián)式直流耗能裝置，但交流集中耗能裝置會(huì)增加海上平臺(tái)投資成本及建設(shè)難度，一般不用于海上風(fēng)電送出場(chǎng)景?，F(xiàn)有并聯(lián)式直流耗能裝置需要維持穩(wěn)定直流電壓與全半橋混合型mmc直流故障清除時(shí)需要將直流電壓控為零的邏輯相沖突，必須配合直流斷路器使用。因此現(xiàn)有盈余功率的處理方式難以直接應(yīng)用于海纜與架空線(xiàn)構(gòu)成混合直流線(xiàn)路的柔性直流輸電系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供了一種柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法、裝置及設(shè)備，用于解決現(xiàn)有盈余功率處理方式難以直接應(yīng)用于海纜與架空線(xiàn)構(gòu)成混合直流線(xiàn)路的柔性直流輸電系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本技術(shù)提供如下技術(shù)方案：

3、一方面，提供了一種柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法，應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)上，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括海上換流站、陸上換流站以及連接在所述海上換流站與所述陸上換流站之間由海纜和架空線(xiàn)構(gòu)成的多條混合直流線(xiàn)路，每條所述混合直流線(xiàn)路上串聯(lián)有串聯(lián)集中式直流耗能裝置，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法包括以下步驟：

4、獲取所述柔性直流輸電系統(tǒng)中風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率以及架空線(xiàn)發(fā)生直流故障后的故障信號(hào)，還獲取所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的耗能電阻；根據(jù)所述耗能電阻和所述輸出功率計(jì)算，得到電壓數(shù)據(jù)；

5、當(dāng)所述故障信號(hào)傳遞至所述陸上換流站，采用定直流電壓控制模式控制所述陸上換流站運(yùn)行，并控制位于所述架空線(xiàn)這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為零；

6、當(dāng)所述故障信號(hào)傳遞至所述海上換流站，采用vf控制模式控制所述海上換流站運(yùn)行，且控制位于所述海纜這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為所述電壓數(shù)據(jù)；

7、當(dāng)所述故障信號(hào)傳遞至所述串聯(lián)集中式耗能裝置，控制所述串聯(lián)集中式耗能裝置中所有開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)且其耗能元件處于耗能工作狀態(tài)。

8、優(yōu)選地，控制位于所述架空線(xiàn)這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為零，該直流故障穿越方法包括：

9、獲取參考電壓；

10、將位于所述架空線(xiàn)這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓與所述參考電壓進(jìn)行比較處理，得到第一電壓；

11、采用pi控制器對(duì)所述第一電壓進(jìn)行處理，得到控制所述陸上換流站運(yùn)行的第一極間電壓控制參考值。

12、優(yōu)選地，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法包括：若所述柔性直流輸電系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工作狀態(tài)，控制所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的耗能元件處于旁路狀態(tài)，采用所述vf控制模式控制所述海上換流站的運(yùn)行和采用定直流電壓控制模式控制所述陸上換流站的運(yùn)行。

13、優(yōu)選地，控制位于所述海纜這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為所述電壓數(shù)據(jù)，該直流故障穿越方法包括：

14、將位于所述海纜這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓與所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，得到第二電壓；

15、采用pi控制器對(duì)所述第二電壓進(jìn)行處理，得到控制所述海上換流站運(yùn)行的第二極間電壓控制參考值。

16、優(yōu)選地，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法包括：根據(jù)所述耗能電阻和所述輸出功率采用電壓計(jì)算公式計(jì)算，得到電壓數(shù)據(jù)；所述電壓計(jì)算公式為：，式中，ucontrol為電壓數(shù)據(jù)，p0為輸出功率，rch為耗能電阻。

17、又一方面，提供了一種柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越裝置，應(yīng)用于柔性直流輸電系統(tǒng)上，所述柔性直流輸電系統(tǒng)包括海上換流站、陸上換流站以及連接在所述海上換流站與所述陸上換流站之間由海纜和架空線(xiàn)構(gòu)成的多條混合直流線(xiàn)路，每條所述混合直流線(xiàn)路上串聯(lián)有串聯(lián)集中式直流耗能裝置，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越裝置包括數(shù)據(jù)獲取模塊、第一故障處理控制模塊、第二故障處理控制模塊和第三故障處理控制模塊；

18、所述數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取所述柔性直流輸電系統(tǒng)中風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率以及架空線(xiàn)發(fā)生直流故障后的故障信號(hào)，還獲取所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的耗能電阻；根據(jù)所述耗能電阻和所述輸出功率計(jì)算，得到電壓數(shù)據(jù)；

19、所述第一故障處理控制模塊，用于根據(jù)所述故障信號(hào)傳遞至所述陸上換流站，采用定直流電壓控制模式控制所述陸上換流站運(yùn)行，并控制位于所述架空線(xiàn)這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為零；

20、所述第二故障處理控制模塊，用于根據(jù)所述故障信號(hào)傳遞至所述海上換流站，采用vf控制模式控制所述海上換流站運(yùn)行，且控制位于所述海纜這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為所述電壓數(shù)據(jù)；

21、所述第三故障處理控制模塊，用于根據(jù)所述故障信號(hào)傳遞至所述串聯(lián)集中式耗能裝置，控制所述串聯(lián)集中式耗能裝置中所有開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)且其耗能元件處于耗能工作狀態(tài)。

22、優(yōu)選地，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越裝置包括陸上極間控制模塊，所述陸上極間控制模塊用于獲取參考電壓；將位于所述架空線(xiàn)這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓與所述參考電壓進(jìn)行比較處理，得到第一電壓；采用pi控制器對(duì)所述第一電壓進(jìn)行處理，得到控制所述陸上換流站運(yùn)行的第一極間電壓控制參考值。

23、優(yōu)選地，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越裝置包括海上極間控制模塊，所述海上極間控制模塊用于將位于所述海纜這端的所述串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓與所述電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理，得到第二電壓；采用pi控制器對(duì)所述第二電壓進(jìn)行處理，得到控制所述海上換流站運(yùn)行的第二極間電壓控制參考值。

24、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)獲取模塊還用于根據(jù)所述耗能電阻和所述輸出功率采用電壓計(jì)算公式計(jì)算，得到電壓數(shù)據(jù)；所述電壓計(jì)算公式為：，式中，ucontrol為電壓數(shù)據(jù)，p0為輸出功率，rch為耗能電阻。

25、再一方面，提供了一種終端設(shè)備，包括處理器以及存儲(chǔ)器；

26、所述存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序代碼，并將所述程序代碼傳輸給所述處理器；

27、所述處理器，用于根據(jù)所述程序代碼中的指令執(zhí)行上述所述的柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法。

28、該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法、裝置及設(shè)備，該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法，包括獲取柔性直流輸電系統(tǒng)中風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率以及架空線(xiàn)發(fā)生直流故障后的故障信號(hào)，還獲取串聯(lián)集中式直流耗能裝置的耗能電阻；根據(jù)耗能電阻和輸出功率計(jì)算，得到電壓數(shù)據(jù)；當(dāng)故障信號(hào)傳遞至陸上換流站，采用定直流電壓控制模式控制陸上換流站運(yùn)行，并控制位于架空線(xiàn)這端的串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為零；當(dāng)故障信號(hào)傳遞至海上換流站，采用vf控制模式控制海上換流站運(yùn)行，且控制位于海纜這端的串聯(lián)集中式直流耗能裝置的端口正負(fù)極電壓為電壓數(shù)據(jù)。當(dāng)故障信號(hào)傳遞至串聯(lián)集中式耗能裝置，控制串聯(lián)集中式耗能裝置中所有開(kāi)關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)且其耗能元件處于耗能工作狀態(tài)。

29、從以上技術(shù)方案可以看出，本技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越方法通過(guò)獲取故障類(lèi)型采用不同控制方式控制海上換流站、陸上換流站和串聯(lián)集中式直流耗能裝置的運(yùn)行以及參數(shù)的設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)架空線(xiàn)故障清除和柔性直流輸電系統(tǒng)中盈余功率平衡，提高了該柔性直流輸電系統(tǒng)的可靠性，解決了現(xiàn)有盈余功率處理方式難以直接應(yīng)用于海纜與架空線(xiàn)構(gòu)成混合直流線(xiàn)路的柔性直流輸電系統(tǒng)的技術(shù)問(wèn)題。

30、該柔性直流輸電系統(tǒng)的直流故障穿越裝置通過(guò)數(shù)據(jù)獲取模塊、第一故障處理控制模塊、第二故障處理控制模塊和第三故障處理控制模塊相互配合，實(shí)現(xiàn)架空線(xiàn)故障清除和柔性直流輸電系統(tǒng)中盈余功率平衡，提高了該柔性直流輸電系統(tǒng)的可靠性。