本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)控制，尤其涉及一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法、一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制裝置、一種電子設(shè)備及一種存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著我國(guó)電力需求的日益增加和可再生能源的大規(guī)模接入，以風(fēng)電為代表的新能源發(fā)電技術(shù)得以快速發(fā)展。然而，當(dāng)大規(guī)模風(fēng)電經(jīng)電網(wǎng)換相型高壓直流輸電（linecommutated?converter?high?voltage?direct?current，lcc-hvdc）外送（以下簡(jiǎn)稱風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)）時(shí)，易受直流系統(tǒng)故障的影響。當(dāng)直流發(fā)生直流閉鎖及換相失敗等故障時(shí)，換流站和風(fēng)電場(chǎng)之間的無(wú)功平衡被打破。大量盈余無(wú)功涌入直流送端系統(tǒng)，造成直流送端系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)電壓，甚至超出風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的電壓范圍。一旦發(fā)生這種情況，容易引發(fā)風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)及連鎖反應(yīng)，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，嚴(yán)重威脅系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組基本均已裝設(shè)完備的高低電壓穿越控制策略。且一般站內(nèi)設(shè)有svg（static?var?generator，靜態(tài)無(wú)功發(fā)生器）等無(wú)功補(bǔ)償裝置以改善風(fēng)電場(chǎng)的電壓穩(wěn)定問(wèn)題。

3、但在直流換相失敗故障下，由于送端電網(wǎng)暫態(tài)電壓呈現(xiàn)出“先低后高”特性，風(fēng)機(jī)在低電壓階段通過(guò)低穿控制發(fā)出的無(wú)功功率難以及時(shí)撤回。暫態(tài)電壓回升后風(fēng)機(jī)對(duì)暫態(tài)峰值電壓將起到助增作用，進(jìn)而惡化暫態(tài)電壓。而接入的svg也會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)端的暫態(tài)過(guò)電壓產(chǎn)生影響。目前不排除站內(nèi)svg同樣存在上述風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致無(wú)功補(bǔ)償配置存在限制。因此，十分有必要針對(duì)包括直流近區(qū)風(fēng)電機(jī)組以及風(fēng)電匯集站內(nèi)配套svg等跟網(wǎng)型電力電子設(shè)備的暫態(tài)特性進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，以遏制暫態(tài)過(guò)電壓進(jìn)一步升高所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法、一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制裝置、一種電子設(shè)備及一種存儲(chǔ)介質(zhì)，用于解決或部分解決現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中直流換相失敗故障發(fā)生后，電網(wǎng)電壓由低轉(zhuǎn)高過(guò)程中近區(qū)電網(wǎng)跟網(wǎng)型設(shè)備的低穿無(wú)功撤回不及時(shí)的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供了一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法，應(yīng)用于風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)，所述風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)包括風(fēng)電場(chǎng)以及直流換流站，所述方法包括：

3、當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生直流故障時(shí)，判斷所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離是否小于預(yù)設(shè)距離閾值；

4、若是，則采用站間信號(hào)協(xié)同判定策略，判斷所述直流故障是否為直流換相失敗故障；

5、若否，則采用風(fēng)機(jī)特性判定策略，判斷所述直流故障是否為直流換相失敗故障；

6、當(dāng)判斷結(jié)果為直流換相失敗故障時(shí)，生成換相失敗信號(hào)，并基于所述換相失敗信號(hào)，根據(jù)無(wú)功撤回控制策略進(jìn)行風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回。

7、可選地，所述采用站間信號(hào)協(xié)同判定策略，判斷所述直流故障是否為直流換相失敗故障，包括：

8、獲取所述直流換流站的直流側(cè)電流以及所述風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)的機(jī)端電壓；

9、判斷所述直流側(cè)電流是否大于直流過(guò)流檢測(cè)閾值，并生成過(guò)流檢測(cè)信號(hào)；

10、若所述過(guò)流檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)值為1，則所述直流換流站發(fā)生直流過(guò)流故障；

11、若所述過(guò)流檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)值為0，則所述直流換流站未發(fā)生直流過(guò)流故障；

12、判斷所述機(jī)端電壓是否低于預(yù)設(shè)低穿電壓閾值，并生成低穿控制信號(hào)；

13、若所述低穿控制信號(hào)的信號(hào)值為1，則所述風(fēng)機(jī)處于低穿運(yùn)行模式；

14、若所述低穿控制信號(hào)的信號(hào)值不為1，則所述風(fēng)機(jī)未處于低穿運(yùn)行模式；所述低穿運(yùn)行模式表示所述機(jī)端電壓低于預(yù)設(shè)低穿電壓閾值；

15、若所述過(guò)流檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)值為1，和/或，所述低穿控制信號(hào)的信號(hào)值為1，且基于所述過(guò)流檢測(cè)信號(hào)以及所述低穿控制信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算之后的信號(hào)值為1，則判定所述直流故障為直流換相失敗故障。

16、可選地，所述采用風(fēng)機(jī)特性判定策略，判斷所述直流故障是否為直流換相失敗故障，包括：

17、獲取所述風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)的機(jī)端電壓；

18、當(dāng)所述機(jī)端電壓低于預(yù)設(shè)低穿電壓閾值時(shí)，先對(duì)所述直流故障進(jìn)行三相電壓對(duì)稱性檢測(cè)，再進(jìn)行電壓幅值檢測(cè)，然后進(jìn)行電壓跌落變化率分析；

19、在所述機(jī)端電壓低于預(yù)設(shè)低穿電壓閾值基礎(chǔ)上，當(dāng)所述直流故障為三相對(duì)稱故障，且故障后電壓幅值滿足預(yù)設(shè)故障條件，且故障后電壓跌落為漸變過(guò)程時(shí)，判定所述直流故障為直流換相失敗故障。

20、可選地，所述當(dāng)所述機(jī)端電壓低于預(yù)設(shè)低穿電壓閾值時(shí)，先對(duì)所述直流故障進(jìn)行三相電壓對(duì)稱性檢測(cè)，再進(jìn)行電壓幅值檢測(cè)，然后進(jìn)行電壓跌落變化率分析，包括：

21、當(dāng)所述機(jī)端電壓低于預(yù)設(shè)低穿電壓閾值時(shí)：

22、通過(guò)三相電壓對(duì)稱性檢測(cè)對(duì)所述直流故障進(jìn)行對(duì)稱檢測(cè)，獲得對(duì)稱故障檢測(cè)結(jié)果；所述對(duì)稱故障檢測(cè)結(jié)果為所述直流故障為三相對(duì)稱故障，或，不對(duì)稱故障；所述三相對(duì)稱故障包括三相接地短路故障以及直流換相失敗故障；

23、通過(guò)電壓幅值檢測(cè)對(duì)所述三相對(duì)稱故障進(jìn)行電壓故障檢測(cè)；

24、當(dāng)所述三相對(duì)稱故障的故障后電壓幅值大于預(yù)設(shè)故障電壓閾值時(shí)，將所述直流故障初步判斷為直流換相失敗故障；

25、當(dāng)所述三相對(duì)稱故障的故障后電壓幅值小于等于預(yù)設(shè)故障電壓閾值時(shí)，將所述直流故障初步判斷為三相接地短路故障；

26、對(duì)所述三相對(duì)稱故障進(jìn)行電壓跌落變化率分析，以對(duì)所述直流故障進(jìn)行二次判斷；

27、當(dāng)所述三相對(duì)稱故障的故障后電壓跌落為階躍式過(guò)程時(shí)，最終判定所述直流故障為三相接地短路故障；

28、當(dāng)所述三相對(duì)稱故障的故障后電壓跌落為漸變過(guò)程，且故障后電壓幅值大于預(yù)設(shè)故障電壓閾值時(shí)，最終判定所述直流故障為直流換相失敗故障。

29、可選地，所述基于所述換相失敗信號(hào)，根據(jù)無(wú)功撤回控制策略進(jìn)行風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回，包括：

30、根據(jù)所述換相失敗信號(hào)，生成無(wú)功撤回信號(hào)；

31、當(dāng)所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值時(shí)，基于所述無(wú)功撤回信號(hào)，在第一整定延時(shí)之后控制所述風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)退出低穿運(yùn)行模式，切換至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回；

32、當(dāng)所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離大于等于預(yù)設(shè)距離閾值時(shí)，基于所述無(wú)功撤回信號(hào)，在第二整定延時(shí)之后控制所述風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)機(jī)退出低穿運(yùn)行模式，切換至穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回。

33、可選地，所述第一整定延時(shí)通過(guò)延時(shí)時(shí)間常數(shù)同時(shí)減去峰值電流時(shí)間與站間信號(hào)通信延時(shí)獲得；所述第二整定延時(shí)通過(guò)延時(shí)時(shí)間常數(shù)減去峰值電流時(shí)間獲得；其中，所述延時(shí)時(shí)間常數(shù)為直流換相失敗故障發(fā)生后，近區(qū)電網(wǎng)低電壓過(guò)程的持續(xù)時(shí)間；所述峰值電流時(shí)間為直流換相失敗故障發(fā)生后，直流側(cè)電流攀升至直流過(guò)流檢測(cè)閾值的時(shí)間；所述站間信號(hào)通信延時(shí)為所述直流換流站向所述風(fēng)電場(chǎng)發(fā)送過(guò)流檢測(cè)信號(hào)時(shí)所需要的通信時(shí)間。

34、可選地，所述判斷所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離是否小于預(yù)設(shè)距離閾值，包括：

35、獲取所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的站間信號(hào)通信延時(shí)；

36、若所述站間信號(hào)通信延時(shí)小于預(yù)設(shè)最大信號(hào)延時(shí)，則確定所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值；

37、若所述站間信號(hào)通信延時(shí)大于等于預(yù)設(shè)最大信號(hào)延時(shí)，則確定所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離大于等于預(yù)設(shè)距離閾值。

38、本發(fā)明還提供了一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制裝置，應(yīng)用于風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)，所述風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)包括風(fēng)電場(chǎng)以及直流換流站，所述裝置包括：

39、站間距離判斷模塊，用于當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生直流故障時(shí)，判斷所述風(fēng)電場(chǎng)與所述直流換流站之間的距離是否小于預(yù)設(shè)距離閾值；

40、第一直流換相失敗故障判斷模塊，用于采用站間信號(hào)協(xié)同判定策略，判斷所述直流故障是否為直流換相失敗故障；

41、第二直流換相失敗故障判斷模塊，用于采用風(fēng)機(jī)特性判定策略，判斷所述直流故障是否為直流換相失敗故障；

42、風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回模塊，用于當(dāng)判斷結(jié)果為直流換相失敗故障時(shí)，生成換相失敗信號(hào)，并基于所述換相失敗信號(hào)，根據(jù)無(wú)功撤回控制策略進(jìn)行風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回。

43、本發(fā)明還提供了一種電子設(shè)備，所述設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：

44、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；

45、所述處理器用于根據(jù)所述程序代碼中的指令執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法。

46、本發(fā)明還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序代碼，所述程序代碼用于執(zhí)行如上任一項(xiàng)所述的直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法。

47、從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

48、提供了一種直流換相失敗后的暫態(tài)過(guò)電壓抑制方法。所述方法應(yīng)用于風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)，所述風(fēng)電經(jīng)直流外送系統(tǒng)包括風(fēng)電場(chǎng)以及直流換流站，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生直流故障時(shí)，判斷風(fēng)電場(chǎng)與直流換流站之間的距離是否小于預(yù)設(shè)距離閾值；若是，則采用站間信號(hào)協(xié)同判定策略，判斷直流故障是否為直流換相失敗故障；若否，則采用風(fēng)機(jī)特性判定策略，判斷直流故障是否為直流換相失敗故障；當(dāng)判斷結(jié)果為直流換相失敗故障時(shí)，生成換相失敗信號(hào)，并基于換相失敗信號(hào)，根據(jù)無(wú)功撤回控制策略進(jìn)行風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回。從而綜合考慮風(fēng)電場(chǎng)與直流換流站之間的距離，基于通信較快/較慢這兩種不同情況，分別給出站間信號(hào)協(xié)同判定策略以及風(fēng)機(jī)特性判定策略進(jìn)行直流換相失敗故障判定，并在直流換相失敗后，基于無(wú)功撤回控制策略實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)無(wú)功撤回，進(jìn)而抑制直流換相失敗故障后的暫態(tài)過(guò)電壓。