雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柔性直流輸電采用電壓源換流器，可以獨(dú)立調(diào)節(jié)有功和無(wú)功的輸出，提高交流系統(tǒng)的輸電能力，易于構(gòu)成多端直流輸電系統(tǒng)，在可再生能源的發(fā)電并網(wǎng)、孤島城市供電以及交流系統(tǒng)互聯(lián)等應(yīng)用領(lǐng)域，具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力。隨著電力電子器件和控制技術(shù)的進(jìn)步，柔性直流輸電系統(tǒng)容量和電壓等級(jí)越來(lái)越高。
[0003]為了實(shí)現(xiàn)大容量功率輸送的要求，需要增加子模塊數(shù)量以提高其電壓等級(jí)，但過(guò)多子模塊級(jí)聯(lián)增加閥控設(shè)備控制難度，因此采用雙極結(jié)構(gòu)形式，在減少單個(gè)換流單元子模塊級(jí)聯(lián)數(shù)目的同時(shí)達(dá)到同樣傳輸功率的目的，成為一種可行選擇。
[0004]雙極柔性直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)直流側(cè)接地，當(dāng)換流器閥區(qū)發(fā)生接地故障時(shí)，與直流側(cè)接地系統(tǒng)形成回路，流過(guò)極大的電流，容易損壞換流閥。為了保護(hù)換流閥，必須配置相應(yīng)的保護(hù)，作出正確的保護(hù)動(dòng)作，避免換流閥發(fā)生損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法。本雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法配置于換流閥區(qū)的換流閥差動(dòng)保護(hù)、換流器差動(dòng)保護(hù)，增加在保護(hù)動(dòng)作時(shí)觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的動(dòng)作策略，保證在發(fā)生閥區(qū)交流故障時(shí)模塊化多電平換流器的子模塊的安全，防止子模塊因過(guò)流而損壞。
[0006]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，所述的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器包括正極閥組和負(fù)極閥組，正極閥組和負(fù)極閥組分別與正極換流變和負(fù)極換流變相連；正極閥組和負(fù)極閥組共用同一個(gè)接地極；其特征在于:檢測(cè)每個(gè)橋臂的橋臂電流IBPA、IBPB, IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，檢測(cè)直流側(cè)的電流IDP和IDNC ;在配置直流欠壓過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上至少還配置了換流閥差動(dòng)保護(hù)和換流器差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)換流閥差動(dòng)保護(hù)或換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)方法包括但不限于:閉鎖換流閥，用于主動(dòng)觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通；跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊的快速保護(hù)；(IBPA、IBPB和IBPC分別是上橋臂三相電流中的A相電流、B相電流和C相電流；IBNA、IBNB和IBNC分別是下橋臂三相電流中的A相電流、B相電流和C相電流；，以及IDP為正極直流電流，IDNC為接地極直流電流IDNC。
[0007]進(jìn)一步的，所配置的換流閥差動(dòng)保護(hù)是指:當(dāng)檢測(cè)到I IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或IIBNA+IBNB+IBNC+IDNC | >Iset，即上橋臂三相電流IBPA、IBPB、IBPC與正極直流電流IDP的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset或下橋臂三相電流IBNA、IBNB, IBNC與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset時(shí)，換流閥差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)方法為閉鎖換流閥、觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。
[0008]進(jìn)一步的，所配置的換流器差動(dòng)保護(hù)是指:當(dāng)檢測(cè)到|lDP+IDNC|>Isetl，即正極直流電流IDP與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Isetl時(shí)，換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)方法為閉鎖換流閥、觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。
[0009]采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提供的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，增加了換流閥差動(dòng)保護(hù)和換流器差動(dòng)保護(hù)的觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的保護(hù)方法，保證在出現(xiàn)閥側(cè)交流故障時(shí)模塊化多電平換流器的子模塊安全性，避免子模塊因過(guò)流而損壞。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1雙極柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)洌?br>[0011]圖2雙極拓?fù)渲袉螛O的橋臂電流、直流側(cè)電流圖；
[0012]圖3子模塊結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
[0015]本雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，所述的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器包括正極閥組和負(fù)極閥組，正極閥組和負(fù)極閥組分別與正極換流變和負(fù)極換流變相連；正極閥組和負(fù)極閥組共用同一個(gè)接地極；檢測(cè)每個(gè)橋臂的橋臂電流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，檢測(cè)直流側(cè)的電流IDP和IDNC ;在配置直流欠壓過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上至少還配置了換流閥差動(dòng)保護(hù)和換流器差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)換流閥差動(dòng)保護(hù)或換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)方法包括但不限于:閉鎖換流閥，用于主動(dòng)觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通；跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊的快速保護(hù)；(IBPA、IBPB和IBPC分別是上橋臂三相電流中的A相電流、B相電流和C相電流；IBNA、IBNB和IBNC分別是下橋臂三相電流中的A相電流、B相電流和C相電流；，以及IDP為正極直流電流，IDNC為接地極直流電流IDNC。
[0016]所配置的換流閥差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)檢測(cè)到I IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset或IBNA+IBNB+IBNC+IDNC I >Iset，即上橋臂三相電流IBPA、IBPB、IBPC與正極直流電流IDP
的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset或下橋臂三相電流IBNA、IBNB, IBNC與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset時(shí)，換流閥差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)方法為閉鎖換流閥、觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。所配置的換流器差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)檢測(cè)到IDP+IDNCI >Isetl,即正極直流電流IDP與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Isetl時(shí)，換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)方法為閉鎖換流閥、觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。
[0017]本發(fā)明提供的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，配置的換流閥差動(dòng)保護(hù)和換流器差動(dòng)保護(hù)，增加了兩種保護(hù)動(dòng)作后的觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的動(dòng)作策略。保證在出現(xiàn)閥側(cè)交流故障時(shí)模塊化多電平換流器的子模塊安全，避免子模塊因過(guò)流而損壞。
[0018]圖1是雙極柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)洌瑘D2顯示了雙極拓?fù)渲袉螛O的橋臂電流、直流側(cè)電流；按照本發(fā)明中所述方法，對(duì)圖1所示的雙極拓?fù)涞哪K化多電平換流器的保護(hù)配置及動(dòng)作策略進(jìn)行說(shuō)明:
[0019](I)檢測(cè)每個(gè)橋臂的橋臂電流 IBPA、IBPB, IBPC、IBNA、IBNB, IBNC ；
[0020](2)檢測(cè)直流側(cè)的電流IDP和IDNC ；
[0021](3)當(dāng) I IBPA+IBPB+IBPC+IDP|>Iset 或 | IBNA+IBNB+IBNC+IDP | >Iset，即上橋臂三相電流IBPA、IBPB, IBPC與正極直流電流IDP的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset或下橋臂三相電流IBNA、IBNB, IBNC與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset時(shí)，換流閥差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，閉鎖、觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)；
[0022](4)當(dāng)I IDP+IDNC| >Isetl，即正極直流電流IDP與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Isetl時(shí)，換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，閉鎖、觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。
[0023]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，所述的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器包括正極閥組和負(fù)極閥組，正極閥組和負(fù)極閥組分別與正極換流變和負(fù)極換流變相連；正極閥組和負(fù)極閥組共用同一個(gè)接地極；其特征在于:檢測(cè)每個(gè)橋臂的橋臂電流ΙΒΡΑ、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，檢測(cè)直流側(cè)的電流IDP和IDNC ;在配置直流欠壓過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上至少還配置了換流閥差動(dòng)保護(hù)和換流器差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)換流閥差動(dòng)保護(hù)或換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)方法包括但不限于:閉鎖換流閥，用于主動(dòng)觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通；跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊的快速保護(hù)；IBPA、IBPB和IBPC分別是上橋臂三相電流中的A相電流、B相電流和C相電流；IBNA、IBNB和IBNC分別是下橋臂三相電流中的A相電流、B相電流和C相電流；，以及IDP為正極直流電流，IDNC為接地極直流電流IDNC。2.如權(quán)利要求1所述的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，其特征在于所配置的換流閥差動(dòng)保護(hù)是指:當(dāng)檢測(cè)到IIBPA+IBPB+IBPC+IDP | > I set或IBNA+IBNB+IBNC+IDNC | >Iset，即上橋臂三相電流IBPA、IBPB、IBPC與正極直流電流IDP的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset或下橋臂三相電流IBNA、IBNB, IBNC與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Iset時(shí)，換流閥差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，閉鎖換流閥、觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。3.如權(quán)利要求1所述的雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，其特征在于:所配置的換流器差動(dòng)保護(hù)是指:當(dāng)檢測(cè)到I IDP+IDNC|>Isetl，即正極直流電流IDP與接地極直流電流IDNC的和的絕對(duì)值大于設(shè)定動(dòng)作定值Isetl時(shí)，換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，閉鎖換流閥、觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通、跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)。
【專利摘要】本發(fā)明提供雙極拓?fù)淠K化多電平換流器的保護(hù)方法，正極閥組和負(fù)極閥組分別與正極換流變和負(fù)極換流變相連；正極閥組和負(fù)極閥組共用同一個(gè)接地極；其特征在于：檢測(cè)每個(gè)橋臂的橋臂電流IBPA、IBPB、IBPC、IBNA、IBNB和IBNC，檢測(cè)直流側(cè)的電流IDP和IDNC；在配置直流欠壓過(guò)流保護(hù)基礎(chǔ)上至少還配置了換流閥差動(dòng)保護(hù)和換流器差動(dòng)保護(hù)，當(dāng)換流閥差動(dòng)保護(hù)或換流器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，保護(hù)方法包括但不限于：閉鎖換流閥，用于主動(dòng)觸發(fā)子模塊晶閘管導(dǎo)通；跳交流進(jìn)線開(kāi)關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊的快速保護(hù)；本發(fā)明避免了當(dāng)發(fā)生閥側(cè)交流故障時(shí)，子模塊因過(guò)流而損壞的情況，保障了模塊化多電平換流器的安全。
【IPC分類(lèi)】H02H7/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105186461
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510733440
【發(fā)明人】王柯, 田杰, 盧宇, 張建鋒, 李海英, 李鋼, 董云龍
【申請(qǐng)人】南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月31日