一種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及直流輸電故障防護領(lǐng)域，具體涉及一種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著“西電東送”戰(zhàn)略逐步實施，特高壓直流輸電工程集中投運，我國已建成世界上容量最大、拓撲最復(fù)雜的交直流混聯(lián)電網(wǎng)。特高壓直流單回輸送容量的不斷提升，使得“強直弱交”特征顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)在:一是受端電網(wǎng)多為負荷中心，多直流饋入落點集中，各逆變站間電氣距離較近，換流站近區(qū)交流系統(tǒng)故障可能導(dǎo)致多回直流同時發(fā)生換相失?。欢撬投穗娋W(wǎng)為能源集中區(qū)域，交流系統(tǒng)聯(lián)系相對薄弱，若逆變側(cè)換相失敗引起直流功率輸送發(fā)生暫時中斷，將導(dǎo)致送端電網(wǎng)部分重要斷面超過穩(wěn)定極限、部分火電機組超速、風(fēng)電機組因低壓或高壓大規(guī)模脫網(wǎng)，嚴重威脅系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
[0003]為此，在直流逆變側(cè)連續(xù)發(fā)生換相失敗導(dǎo)致逆變側(cè)閉鎖后，如何保證整流側(cè)功率的正常送出，并保證故障消除后逆變側(cè)重新解鎖成功，成為保證直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供的一種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法，該方法避免了連續(xù)換相失敗導(dǎo)致的雙側(cè)直流閉鎖，提升系統(tǒng)恢復(fù)速度;避免了直流開關(guān)開斷直流電流，節(jié)省了大量電力電子裝置，提高了直流輸電系統(tǒng)運行的可靠性及穩(wěn)定性。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]—種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法，所述方法包括如下步驟:
[0007]步驟1.在高壓直流輸電系統(tǒng)中的逆變側(cè)的直流線路出口處并聯(lián)功率旁路裝置；
[0008]步驟2.設(shè)置所述并聯(lián)功率旁路裝置的初始狀態(tài)；
[0009]步驟3.實時監(jiān)測并判斷所述逆變側(cè)的直流電壓是否為零;若是，則判定所述逆變側(cè)發(fā)生換相失敗故障，并進入步驟4;
[0010]若否，則持續(xù)實時監(jiān)測；
[0011]步驟4.控制所述并聯(lián)功率旁路裝置閉合及閉鎖逆變側(cè)換流器；
[0012]步驟5.判斷所述逆變側(cè)的交流系統(tǒng)電壓是否恢復(fù)；
[0013]若否，則進入步驟6;
[0014]若是，則進入步驟7;
[0015]步驟6.經(jīng)過I個時間間隔后，返回步驟5;
[0016]步驟7.控制所述并聯(lián)功率旁路裝置斷開，恢復(fù)所述高壓直流輸電系統(tǒng)的運行，返回步驟3。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟I包括:
[0018]在高壓直流輸電系統(tǒng)中的逆變側(cè)的直流線路出口處并聯(lián)功率旁路裝置；
[0019]其中，所述功率旁路裝置包括并聯(lián)的第一支路及第二支路，且所述第一支路與第二支路之間連接有第二開關(guān)；
[0020]所述第一支路上串聯(lián)有高壓鉗位二極管閥及高壓電容；
[0021]所述第二支路上串聯(lián)有第一開關(guān)和電阻，且所述第一開關(guān)及第二開關(guān)為機械開關(guān)或IGBT電子開關(guān)。
[0022]優(yōu)選的，所述并聯(lián)功率旁路裝置中的所述高壓鉗位二極管閥、高壓電容及第二開關(guān)構(gòu)成的回路為所述功率旁路裝置中的可投切回路；
[0023]所述高壓電容所在支路為所述并聯(lián)功率旁路裝置中的電壓支撐回路；
[0024]所述電阻所在支路為所述并聯(lián)功率旁路裝置中的電阻耗能回路。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟2包括:
[0026]將所述第一開關(guān)及第二開關(guān)均設(shè)置為斷開狀態(tài)，使得所述并聯(lián)功率旁路裝置的初始狀態(tài)為斷開狀態(tài)。
[0027]優(yōu)選的，所述步驟4包括:
[0028]4-1.在所述逆變側(cè)發(fā)生換相失敗故障的時長達到一個時間間隔后，控制所述高壓直流輸電系統(tǒng)同時觸發(fā)信號一及信號二；
[0029]其中，信號一為逆變側(cè)換流器閉鎖信號；
[0030]信號二為所述功率旁路裝置投入信號；
[0031]4-2.根據(jù)所述信號一閉鎖所述逆變側(cè)換流器，并根據(jù)所述信號二閉合所述第一開關(guān)及第二開關(guān)。
[0032]優(yōu)選的，所述時間間隔為0.5s至2.5s。
[0033]優(yōu)選的，所述步驟7包括:
[0034]7-1.控制整流側(cè)換流器恢復(fù)運行，控制所述高壓直流輸電系統(tǒng)同時觸發(fā)信號三及信號四；
[0035]其中，所述信號三為所述逆變側(cè)換流器的解鎖信號；所述信號四為斷開所述第一開關(guān)及第二開關(guān)信號；
[0036]7-2.根據(jù)所述信號三解鎖所述逆變側(cè)換流器，并根據(jù)所述信號四斷開所述第一開關(guān)及第二開關(guān)，恢復(fù)所述高壓直流輸電系統(tǒng)的運行；
[0037]7-3.返回所述步驟3。
[0038]從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法，在高壓直流輸電系統(tǒng)中的逆變側(cè)的直流線路出口處并聯(lián)功率旁路裝置;設(shè)置并聯(lián)功率旁路裝置的初始狀態(tài);實時監(jiān)測并判斷逆變側(cè)的直流電壓是否為零;控制并聯(lián)功率旁路裝置閉合及閉鎖逆變側(cè)換流器;判斷逆變側(cè)的交流系統(tǒng)電壓是否恢復(fù);控制并聯(lián)功率旁路裝置斷開，恢復(fù)高壓直流輸電系統(tǒng)的運行。本發(fā)明提出的方法避免了連續(xù)換相失敗導(dǎo)致的雙側(cè)直流閉鎖，提升系統(tǒng)恢復(fù)速度;避免了直流開關(guān)開斷直流電流，節(jié)省了大量電力電子裝置，提高了直流輸電系統(tǒng)運行的可靠性及穩(wěn)定性。
[0039]與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果:
[0040]1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，在直流線路逆變側(cè)出口處并聯(lián)一個功率旁路裝置，解決送端功率過剩問題，保持送端系統(tǒng)穩(wěn)定。
[0041]2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，功率旁路裝置拓撲結(jié)構(gòu)簡單，控制容易，工程適用性強。
[0042]3、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，在逆變側(cè)發(fā)生連續(xù)換相失敗后，逆變側(cè)換流器無法送出直流功率，通過功率旁路裝置消耗送端直流功率，有效防止了送端系統(tǒng)大量功率轉(zhuǎn)移，降低了送端系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)風(fēng)險，提高了系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定。
[0043]4、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，功率旁路裝置在逆變側(cè)發(fā)生換相失敗后，可以提供放電電流和維持直流輸電系統(tǒng)直流電壓，提高了逆變側(cè)換流閥閉鎖可靠性。
[0044]5、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，功率旁路裝置在系統(tǒng)恢復(fù)階段，可以避免連續(xù)換相失敗引起的雙側(cè)直流閉鎖，提升系統(tǒng)恢復(fù)速度。
[0045]6、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，功率旁路裝置可以避免采用直流開關(guān)開斷大直流電流，節(jié)省了昂貴的高壓直流開斷裝置。
【附圖說明】
[0046]圖1是本發(fā)明的一種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法的流程圖；
[0047]圖2是本發(fā)明的實施例的不意圖；
[0048]圖3是本發(fā)明的應(yīng)用例的不意圖；
[0049]圖4是本發(fā)明的方法中步驟4的流程示意圖；
[0050]圖5是本發(fā)明的方法中步驟5的流程示意圖；
[0051]圖6是本發(fā)明的具體應(yīng)用例中的功率旁路裝置投切策略流程圖。
[0052]其中，D-高壓鉗位二極管閥；C-高壓電容;Sffl-第一開關(guān);SW2-第二開關(guān);R-電阻。
【具體實施方式】
[0053]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0054]如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于功率旁路的高壓直流輸電換相失敗的抑制方法，
[0055]包括如下步驟:
[0056]步驟1.在高壓直流輸電系統(tǒng)中的逆變側(cè)的直流線路出口處并聯(lián)功率旁路裝置；
[0057]步驟2.設(shè)置并聯(lián)功率旁路裝置的初始狀態(tài)；
[0058]步驟3.實時監(jiān)測并判斷逆變側(cè)的直流電壓是否為零;若是，則判定逆變側(cè)發(fā)生換相失敗故障，并進入步驟4;
[0059]若否，則持續(xù)實時監(jiān)測；
[0060]步驟4.控制并聯(lián)功率旁路裝置閉合及閉鎖逆變側(cè)換流器；
[0061]步驟5.判斷逆變側(cè)的交流系統(tǒng)電壓是否恢復(fù)；
[0062]若否，則進入步驟6;
[0063]若是，則進入步驟7;
[0064]步驟6.經(jīng)過I個時間間隔后，返回步驟5;
[0065]步驟7.控制并聯(lián)功率旁路裝置斷開，恢復(fù)高壓直流輸電系統(tǒng)的運行，返回步驟3。
[0066]如圖2所示，步驟I包括:
[0067]在高壓直流輸電系統(tǒng)中的逆變側(cè)的直流線路出口處并聯(lián)功率旁路裝置；
[0068]其中，功率旁路裝置包括并聯(lián)的第一支路及第二支路，且第一支路與第二支路之間連接有第二開關(guān)SW2;
[0069]第一支路上串聯(lián)有高壓鉗位二極管閥D及高壓電容C;
[0070]第二支路上串聯(lián)有第一開關(guān)SWl和電阻R，且第一開關(guān)SWl及第二開關(guān)SW2為機械開關(guān)或IGBT電子開關(guān)。
[0071]如圖3所示，并聯(lián)功率旁路裝置中的高壓鉗位二極管閥D、高壓電容C及第二開關(guān)SW2構(gòu)成的回路為功率旁路裝置中的可投切回路；
[0072]高壓電容C所在支