一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法技術

一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法。在整流站LCC采用定直流電流控制，逆變站MMC選用定直流電壓控制的基礎上，為整流站LCC配置交流電壓檢測模塊；為逆變站MMC配置最大調制比模塊。在整流站LCC的交流電壓檢測模塊檢測到交流電壓低于設定值時，逆變站MMC的最大調制比模塊使能，逆變站MMC的控制模式由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制。本發明專利技術的有益效果是：混合直流輸電系統在整流側發生交流故障時，逆變站MMC轉換成最大調制比控制，能夠有效提升直流傳輸功率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于電網換相換流器LCC和模塊化多電平電壓源換流器MMC的混合直流輸電系統，屬于高壓輸電

技術介紹
我國因區域經濟發展不平衡、能源逆向分布等特點，需要長期采用西電東送的輸電方案。LCC-HVDC在遠距離大容量輸電及電網互聯上具有顯著優勢，但多條LCC-HVDC落點于同一交流系統所形成的多饋入直流輸電系統也帶來了一系列問題。其中最嚴重的則是由于逆變站交流系統電壓跌落導致多個換流器級聯換相失敗。在逆變側引入柔性直流可以改善系統的性能，降低換相失敗的概率。因此，對現有常規直流工程進行逆變站柔性化改造，是解決多饋入直流輸電系統潛在級聯換相失敗問題的一個有效方案，改造后的混合直流系統整流站延用電網換相換流站(LCC)，逆變站新建模塊化多電平換流站(MMC)。這種混合直流輸電系統拓撲結構，因柔性直流具有響應速度快，控制精度高等優勢，通常選用逆變站MMC定直流電壓控制，整流站LCC選用定直流電流控制。但其控制系統存在如下技術問題：當整流站LCC的交流系統發生故障時，整流站LCC的直流電壓將會隨交流系統電壓下降，而逆變站MMC采用定直流電壓控制且直流電壓參考值不變，因此混合直流的輸送功率將會顯著下降。因此本專利技術提出了一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，在整流站LCC發生交流故障時，本站的交流電壓檢測模塊將會判斷交流電壓是否低于預設值，若低于預設值，將告知逆變站MMC使其使能最大調制比控制模塊，逆變站由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制模式，從而增大調制比、降低逆變站的直流電壓，進而使得混合直流傳輸功率得到提升。
技術實現思路
本申請的目的是提供一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，在整流站LCC發生交流故障時，本站的交流電壓檢測模塊將會判斷交流電壓是否低于預設值，若低于預設值，將告知逆變站MMC使其使能最大調制比控制模塊，逆變站由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制模式。本專利技術具體采用以下技術方案：一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，混合多端直流輸電系統包括兩端換流站，即一個整流站LCC和一個逆變站MMC，所述整流站LCC用于將交流側電能整流為直流電能并將其傳送到直流傳輸線，所述逆變站MMC用于將所述的直流線路的電能逆變為交流電能并注入各自對應的交流電網，其特征在于：在整流站LCC采用定直流電流控制，逆變站MMC選用定直流電壓控制的基礎上，在整流站LCC配置交流電壓檢測模塊，為逆變站MMC配置最大調制比模塊，在整流站LCC的交流電壓檢測模塊檢測到交流電壓低于設定值時，逆變站MMC的最大調制比模塊使能，逆變站MMC的控制模式由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制。進一步優選：設置交流電壓預設值A值，整流站LCC交流電壓檢測模塊采集整流站LCC的網側三相電壓，并計算三個相電壓有效值的平均值Uabc，當Uabc小于預設值A值時，交流電壓檢測模塊輸出交流低電壓信號至逆變站MMC。所述交流電壓預設值A值取值范圍為0到Uacnor，優選取值為其中Uacnor為交流側額定相電壓，Ud2ref為逆變站MMC的直流電壓參考值。設置最大調制比目標值B值，在逆變站MMC配置最大調制比模塊收到整流站LCC交流電壓檢測模塊輸出的交流低電壓信號后，逆變站MMC的最大調制比模塊將使能，逆變站MMC由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制；在整流站LCC交流電壓檢測模塊輸出的交流低電壓信號消失后，最大調制比模塊將退出，逆變站MMC由最大調制比控制切換回定直流電壓控制。所述最大調制比目標值B值取值范圍為mnor到1，優選取值為1，其中mnor為額定調制比。本專利技術的混合直流整流側交流故障期間功率提升方法包括以下步驟：步驟1：為整流站LCC配置交流電壓檢測模塊，并設置交流電壓預設值A值，該模塊采集整流站LCC的網側三相電壓，并計算三個相電壓有效值的平均值Uabc，當Uabc小于預設值A值時，交流電壓檢測模塊輸出交流低電壓信號至逆變站MMC；步驟2：為逆變站MMC配置最大調制比模塊，并設置最大調制比目標值B值，在收到整流站LCC交流電壓檢測模塊輸出的交流低電壓信號后，逆變站MMC的最大調制比模塊將使能，最大調制比模塊首先計算當前逆變站MMC的實際調制比，然后將當前實際調制比與最大調制比目標值做差，并經過PI控制器得到直流電壓參考修正量，該直流電壓修正量將疊加至直流電壓控制器，修正直流電壓參考值，使得逆變站MMC由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制；步驟3：在整流站LCC交流電壓檢測模塊輸出的交流低電壓信號消失后，逆變站MMC的最大調制比模塊將退出，逆變站MMC由最大調制比控制切換回定直流電壓控制。本專利技術具有以下有益的技術效果：在整流站LCC發生交流故障時，本專利技術會使逆變站MMC由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制模式，從而增大逆變站MMC調制比、降低逆變站MMC的直流電壓，進而使得交流故障期間混合直流傳輸功率得到提升。附圖說明圖1是基于LCC和MMC的混合直流系統拓撲圖；圖2是本專利技術公開的混合直流整流側交流故障期間功率提升方法流程圖；圖3是整流站LCC的交流電壓檢測模塊控制框圖；圖4是逆變站MMC最大調制比模塊控制框圖。具體實施方式：下面結合說明書附圖和具體實施例對本申請的技術方案做進一步詳細介紹。本專利技術公開了一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，所述混合直流輸電系統如附圖1所示，包括兩端換流站，即一個整流站LCC和一個逆變站MMC，所述整流站LCC用于將交流側電能整流為直流電能并將其傳送到直流傳輸線，所述逆變站MMC用于將所述的直流線路的電能逆變為交流電能并注入各自對應的交流電網。在整流站LCC采用定直流電流控制，逆變站MMC選用定直流電壓控制的基礎上，為整流站LCC配置交流電壓檢測模塊，為逆變站MMC配置最大調制比模塊，在整流站LCC的交流電壓檢測模塊檢測到交流電壓低于設定值時，逆變站MMC的最大調制比模塊使能，逆變站MMC的控制模式由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制。為詳細介紹本申請混合直流整流側交流故障期間功率提升方案，本申請以圖1所示拓撲結構為實施例，其中，換流站LCC是整流站，L1、L12是直流線路平波電抗器，T1、T12是其換流變壓器，UF是交流側濾波器，AC1是整流站所接入的交流系統；MMC1是逆變站，L2是橋臂電抗器，T2是連接變壓器，AC2逆變站接入的交流系統。本申請的技術方案控制流程如附圖2所示，包括以下步驟：步驟1：為整流站LCC配置交流電壓檢測模塊，并設置交流電壓預設值A值。A值取值范圍為0到Uacnor，優選取值為其中Uacnor為交流側額定相電壓，Ud2ref為逆變站MMC的直流電壓參考值。交流電壓檢測模塊采集整流站LCC的網側三相電壓，并計算三個相電壓有效值的平均值Uabc，交流電壓檢測模塊輸出交流低電壓信號至逆變站MMC，信號為RST，控制框圖如圖3所示。正常運行時，Uabc大于預設值A值，逆變站MMC的最大調制比模塊被清零，不使能；當整流站交流側發生交流故障時，Uabc小于預設值A值時，逆變站MMC最大調制比模塊使能。步驟2：為逆變站MMC配置最大調制比模塊，并設置最大調制比目標值B值，B值取值范圍為mnor到1，優選取值為1，其中mnor為額定調制比。在收到整流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，混合多端直流輸電系統包括兩端換流站，即一個整流站LCC和一個逆變站MMC，所述整流站LCC用于將交流側電能整流為直流電能并將其傳送到直流傳輸線，所述逆變站MMC用于將所述的直流線路的電能逆變為交流電能并注入各自對應的交流電網，其特征在于：在整流站LCC采用定直流電流控制，逆變站MMC選用定直流電壓控制的基礎上，在整流站LCC配置交流電壓檢測模塊，為逆變站MMC配置最大調制比模塊，在整流站LCC的交流電壓檢測模塊檢測到交流電壓低于設定值時，逆變站MMC的最大調制比模塊使能，逆變站MMC的控制模式由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制。

【技術特征摘要】
1.一種混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，混合多端直流輸電系統包括兩端換流站，即一個整流站LCC和一個逆變站MMC，所述整流站LCC用于將交流側電能整流為直流電能并將其傳送到直流傳輸線，所述逆變站MMC用于將所述的直流線路的電能逆變為交流電能并注入各自對應的交流電網，其特征在于：在整流站LCC采用定直流電流控制，逆變站MMC選用定直流電壓控制的基礎上，在整流站LCC配置交流電壓檢測模塊，為逆變站MMC配置最大調制比模塊，在整流站LCC的交流電壓檢測模塊檢測到交流電壓低于設定值時，逆變站MMC的最大調制比模塊使能，逆變站MMC的控制模式由定直流電壓控制轉換成最大調制比控制。2.根據權利要求1所述的混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，其特征在于：設置交流電壓預設值A值，整流站LCC交流電壓檢測模塊采集整流站LCC的網側三相電壓，并計算三個相電壓有效值的平均值Uabc，當Uabc小于預設值A值時，交流電壓檢測模塊輸出交流低電壓信號至逆變站MMC。3.根據權利要求2所述的混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，其特征在于：所述交流電壓預設值A值取值范圍為0到Uacnor，其中，其中Uacnor為交流側額定相電壓。4.根據權利要求3所述的混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，其特征在于：所述交流電壓預設值A值取值為其中Ud2ref為逆變站MMC的直流電壓參考值。5.根據權利要求2或3所述的混合直流整流側交流故障期間功率提升方法，其特征在于：設置最大調制比目標值B值，在逆變站MMC配置最大調制比模塊收到整流站LCC交流電壓檢測模塊輸出的交流低電壓信號后，逆變站MMC的最大調制比模塊將使能，逆變站MMC由定直流電壓控制轉換成最大調...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志超，劉濤，李婧靚，操豐梅，黃瑩，劉斌，
申請(專利權)人：北京四方繼保自動化股份有限公司，南方電網科學研究院有限責任公司，
類型：發明
國別省市：北京;11