本發(fā)明涉及一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，屬于直流輸電。

背景技術(shù)：

1、柔性直流輸電技術(shù)可為無(wú)源系統(tǒng)提供交流電源支撐，是我國(guó)沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)大規(guī)模新能源基地以及深遠(yuǎn)海大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)孤島送出的理想解決方案。但是，該類輸電系統(tǒng)在受端交流電網(wǎng)或直流輸電線路故障時(shí)，系統(tǒng)送出功率能力嚴(yán)重受限，而新能源場(chǎng)站功率響應(yīng)速度較慢，從而使送端或送、受端柔性直流換流閥同時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重的功率盈余現(xiàn)象。功率盈余將導(dǎo)致柔性直流換流閥子模塊迅速過(guò)壓，極易觸發(fā)過(guò)壓保護(hù)，導(dǎo)致系統(tǒng)閉鎖停運(yùn)的嚴(yán)重后果。因此，工程中多采用交、直流耗能裝置來(lái)主動(dòng)耗散盈余功率。

2、交流耗能裝置通常安裝在系統(tǒng)送端換流閥的交流側(cè)，占地面積較大，且在受端交流系統(tǒng)或遠(yuǎn)端直流線路故障時(shí)，由于傳輸延時(shí)而存在送端因故障感知過(guò)慢而無(wú)法及時(shí)響應(yīng)的問(wèn)題，因此，在海上風(fēng)電和超遠(yuǎn)距離陸上新能源基地柔性直流孤島送出系統(tǒng)中不適用。

3、直流耗能裝置在當(dāng)前工程應(yīng)用中通常采用與柔性直流換流閥獨(dú)立的分體建設(shè)方式，單獨(dú)作為一個(gè)重要設(shè)備布置在受端換流閥的直流側(cè)，因此，存在體積大、成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)。

4、因此，有學(xué)者提出具備能量泄放功能的柔性直流換流閥，在柔性直流換流閥的子模塊電容兩端集成由全控型電力電子開關(guān)和電阻串聯(lián)組成的能量泄放支路，根據(jù)需要自主向下調(diào)節(jié)子模塊電壓，避免過(guò)電壓閉鎖或損壞，從而使盈余功率的處理更加直接和靈活，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)性好。

5、然而，對(duì)于具備能量泄放功能的柔性直流換流閥，其所有子模塊的能量泄放支路在正常運(yùn)行中始終處于不動(dòng)作狀態(tài)，如何在不影響系統(tǒng)運(yùn)行特性的前提下，自動(dòng)、高效、便捷、可靠地實(shí)現(xiàn)所有子模塊能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)，目前尚無(wú)相關(guān)解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，用以解決柔性直流換流閥所有子模塊的能量泄放支路如何在不影響系統(tǒng)運(yùn)行特性的前提下觸發(fā)動(dòng)作的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括：

3、本發(fā)明的一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，包括：

4、對(duì)具備能量泄放功能的柔性直流換流閥的每個(gè)橋臂內(nèi)的子模塊的能量泄放支路按設(shè)定編號(hào)順序進(jìn)行觸發(fā)檢測(cè)；

5、觸發(fā)檢測(cè)包括：當(dāng)處在當(dāng)前編號(hào)對(duì)應(yīng)的子模塊的能量泄放支路觸發(fā)檢測(cè)區(qū)間內(nèi)，該子模塊的電容電壓大于或等于電容電壓設(shè)定值時(shí)，對(duì)該子模塊的能量泄放支路施加觸發(fā)脈沖，并檢測(cè)該子模塊的能量泄放支路是否故障，該子模塊的能量泄放支路的檢測(cè)完成后，觸發(fā)檢測(cè)編號(hào)加1，并在設(shè)定時(shí)間后進(jìn)入下一編號(hào)對(duì)應(yīng)的子模塊的能量泄放支路觸發(fā)檢測(cè)區(qū)間；當(dāng)觸發(fā)檢測(cè)編號(hào)大于該橋臂的最大子模塊對(duì)應(yīng)的編號(hào)時(shí)，觸發(fā)檢測(cè)結(jié)束。

6、進(jìn)一步地，設(shè)定編號(hào)順序指按照橋臂內(nèi)子模塊的電氣連接順序?qū)虮蹆?nèi)子模塊進(jìn)行編號(hào)得到的子模塊的編號(hào)順序，或按照橋臂內(nèi)子模塊的電氣連接順序?qū)虮蹆?nèi)子模塊對(duì)應(yīng)的能量泄放支路進(jìn)行編號(hào)得到的能量泄放支路的編號(hào)順序。

7、進(jìn)一步地，橋臂內(nèi)子模塊的電氣連接順序指從橋臂的直流側(cè)至交流側(cè)，或從橋臂的交流側(cè)至直流側(cè)。

8、進(jìn)一步地，電容電壓設(shè)定值的計(jì)算公式如下：

9、ucset＝usm0(1+k*p/p0)

10、式中，ucset為電容電壓設(shè)定值，usm0為該子模塊的額定工作電壓，k∈[0,0.05]，p為該子模塊當(dāng)前的實(shí)際運(yùn)行功率，p0為該子模塊的額定有功功率。

11、進(jìn)一步地，觸發(fā)脈沖的寬度的取值范圍為2至10個(gè)控制周期。

12、進(jìn)一步地，該子模塊的能量泄放支路是否故障的檢測(cè)方法包括：

13、1)在對(duì)該子模塊的能量泄放支路首次施加寬度為t1的觸發(fā)脈沖后，設(shè)定該子模塊的能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)故障次數(shù)初值為0；

14、2)檢測(cè)該子模塊的能量泄放支路的電阻電壓；

15、3)若電阻電壓在t1時(shí)間內(nèi)持續(xù)小于電阻電壓設(shè)定值，則觸發(fā)故障次數(shù)加1，并進(jìn)入步驟4)；否則，認(rèn)為該子模塊的能量泄放支路狀態(tài)正常，該子模塊的能量泄放支路完成觸發(fā)檢測(cè)；

16、4)若該子模塊的能量泄放支路連續(xù)發(fā)生觸發(fā)故障的次數(shù)小于設(shè)定次數(shù)n，則再次施加寬度為t1的觸發(fā)脈沖，并重復(fù)步驟2)和3)；若該子模塊的能量泄放支路連續(xù)發(fā)生觸發(fā)故障的次數(shù)等于n，則認(rèn)為該子模塊的能量泄放支路狀態(tài)故障，該子模塊的能量泄放支路完成觸發(fā)檢測(cè)。

17、進(jìn)一步地，電阻電壓設(shè)定值大于或等于50伏；n的取值范圍為1至3。

18、進(jìn)一步地，設(shè)定時(shí)間的取值范圍為0至20個(gè)控制周期。

19、進(jìn)一步地，對(duì)柔性直流換流閥的所有橋臂同時(shí)或按設(shè)定順序進(jìn)行觸發(fā)檢測(cè)。

20、進(jìn)一步地，還在得到該子模塊的能量泄放支路的檢測(cè)結(jié)果后，將檢測(cè)結(jié)果上報(bào)給上層監(jiān)控系統(tǒng)。

21、本發(fā)明的一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)，包括處理器，處理器用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)如上述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法的步驟。

22、本發(fā)明的有益效果：

23、本發(fā)明是開拓性發(fā)明，提供一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)具備能量泄放功能的柔性直流換流閥的每個(gè)橋臂內(nèi)的子模塊的能量泄放支路按設(shè)定編號(hào)順序進(jìn)行一輪觸發(fā)檢測(cè)，使一個(gè)橋臂內(nèi)子模塊的能量泄放支路按序進(jìn)行觸發(fā)檢測(cè)，在不影響系統(tǒng)運(yùn)行特性的前提下，觸發(fā)具備能量泄放功能的柔性直流換流閥的所有子模塊的能量泄放支路動(dòng)作，以使具備能量泄放功能的柔性直流換流閥的所有子模塊的能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)自動(dòng)、高效、便捷、可靠地實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，所述設(shè)定編號(hào)順序指按照橋臂內(nèi)子模塊的電氣連接順序?qū)虮蹆?nèi)子模塊進(jìn)行編號(hào)得到的子模塊的編號(hào)順序，或按照橋臂內(nèi)子模塊的電氣連接順序?qū)虮蹆?nèi)子模塊對(duì)應(yīng)的能量泄放支路進(jìn)行編號(hào)得到的能量泄放支路的編號(hào)順序。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，所述橋臂內(nèi)子模塊的電氣連接順序指從橋臂的直流側(cè)至交流側(cè)，或從橋臂的交流側(cè)至直流側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，所述電容電壓設(shè)定值的計(jì)算公式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，所述觸發(fā)脈沖的寬度的取值范圍為2至10個(gè)控制周期。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，該子模塊的能量泄放支路是否故障的檢測(cè)方法包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，所述電阻電壓設(shè)定值大于或等于50伏；所述n的取值范圍為1至3。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，所述設(shè)定時(shí)間的取值范圍為0至20個(gè)控制周期。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述柔性直流換流閥的所有橋臂同時(shí)或按設(shè)定順序進(jìn)行所述觸發(fā)檢測(cè)。

10.一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)系統(tǒng)，包括處理器，其特征在于，所述處理器用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于柔性直流換流閥能量泄放支路動(dòng)作的觸發(fā)檢測(cè)方法和系統(tǒng)，屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域；包括對(duì)每個(gè)橋臂內(nèi)子模塊的能量泄放支路按設(shè)定編號(hào)順序進(jìn)行如下觸發(fā)檢測(cè)：當(dāng)處在當(dāng)前編號(hào)對(duì)應(yīng)的子模塊的能量泄放支路觸發(fā)檢測(cè)區(qū)間內(nèi)，該子模塊的電容電壓大于或等于電容電壓設(shè)定值時(shí)，對(duì)該能量泄放支路施加觸發(fā)脈沖，檢測(cè)該能量泄放支路是否故障，該能量泄放支路的檢測(cè)完成后，觸發(fā)檢測(cè)編號(hào)加1，在設(shè)定時(shí)間后進(jìn)入下一編號(hào)對(duì)應(yīng)的子模塊的能量泄放支路觸發(fā)檢測(cè)區(qū)間；當(dāng)觸發(fā)檢測(cè)編號(hào)大于最大子模塊對(duì)應(yīng)的編號(hào)時(shí)，觸發(fā)檢測(cè)結(jié)束。本發(fā)明對(duì)一個(gè)橋臂的能量泄放支路按序逐個(gè)觸發(fā)檢測(cè)，在不影響系統(tǒng)運(yùn)行特性的前提下，對(duì)所有子模塊的能量泄放支路觸發(fā)動(dòng)作。

技術(shù)研發(fā)人員：梁佩佩,韓坤,牛翀,楊美娟,王先為,劉路路,戶永杰,劉欣和,李道洋,慕小樂(lè),李書亞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：許繼電氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9