本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)柔性直流輸電，具體涉及一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越方法和相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，模塊化多電平換流器（modular?multilevelconverter,?mmc）因其高集成度、簡(jiǎn)單的子模塊結(jié)構(gòu)以及通過(guò)級(jí)聯(lián)半/全橋子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)增加電平數(shù)和等效開(kāi)關(guān)頻率的效果而受到廣泛關(guān)注。mmc能夠有效減小交流諧波和直流側(cè)紋波，具備靈活性、可控性和高效性，在高壓直流輸電、可再生能源并網(wǎng)等領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力，并逐漸成為新能源輸送的重要手段之一。

2、在mmc應(yīng)用于孤島發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，如果系統(tǒng)直流線路或受端出現(xiàn)故障導(dǎo)致能量無(wú)法正常送出，而送端又缺乏有效的耗能裝置或未能及時(shí)降功率，則可能導(dǎo)致系統(tǒng)中盈余功率大量累積，對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。為解決這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了具有主動(dòng)能量泄放功能的換流閥，該裝置能夠在檢測(cè)到子模塊電容電壓達(dá)到危險(xiǎn)水平時(shí)，自動(dòng)激活泄放電阻將多余的能量轉(zhuǎn)化為熱能耗散，從而避免過(guò)電壓現(xiàn)象的發(fā)生。

3、雖然全半橋混合式mmc擁有良好的直流故障清除能力，可以通過(guò)全橋子模塊提供的負(fù)壓輸出快速中斷直流故障電流，但在海風(fēng)經(jīng)由柔直換流閥送出的系統(tǒng)中實(shí)施傳統(tǒng)直流故障穿越策略時(shí)仍面臨挑戰(zhàn)。例如，當(dāng)發(fā)生直流線路故障時(shí)，盡管子模塊中的泄能支路有助于維持電容電壓平衡，但常規(guī)控制方法會(huì)導(dǎo)致不同子模塊間泄能支路的動(dòng)作頻率不均，進(jìn)而影響部分組件壽命；同時(shí)，對(duì)于直流電流控制器參數(shù)的選擇也存在困境——過(guò)大易引起系統(tǒng)振蕩失穩(wěn)，過(guò)小則會(huì)延緩故障電流清除速度，延長(zhǎng)故障處理時(shí)間。因此，有必要開(kāi)發(fā)一種更為優(yōu)化的直流線路故障穿越策略，以提高整體系統(tǒng)可靠性和效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越策略，用于解決傳統(tǒng)直流故障穿越策略在應(yīng)用于海風(fēng)經(jīng)具備主動(dòng)能量泄放功能的柔直換流閥送出系統(tǒng)中時(shí)出現(xiàn)的泄能支路有效控制策略匱乏、直流電流控制器參數(shù)整定困難、直流故障電流清除速度過(guò)慢等問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越方法，包括如下步驟：

4、響應(yīng)于直流線路故障，啟動(dòng)直流故障穿越策略，直流故障穿越策略包括第一直流故障穿越策略和第二直流故障穿越策略；

5、在第一直流故障穿越策略啟動(dòng)后，根據(jù)各橋臂內(nèi)子模塊電容電壓的總體水平控制對(duì)應(yīng)橋臂的泄能支路投退，以保證系統(tǒng)不出現(xiàn)過(guò)電壓；

6、在第二直流故障穿越策略啟動(dòng)后，給直流電流控制器的參考值疊加直流偏置，以增大直流電流控制器的直流電流控制目標(biāo)，從而加快故障電流清除速度；

7、持續(xù)執(zhí)行第一直流故障穿越策略和第二直流故障穿越策略，直至直流故障清除；

8、等待設(shè)定時(shí)間后退出直流故障穿越策略，完成直流線路故障穿越。

9、進(jìn)一步的，根據(jù)各橋臂內(nèi)子模塊電容電壓的總體水平控制對(duì)應(yīng)橋臂的泄能支路投退，包括：

10、計(jì)算各橋臂的子模塊電容電壓平均值；

11、將各橋臂的子模塊電容電壓平均值與各橋臂泄能支路的投退電壓定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制泄能支路的投退。

12、進(jìn)一步的，泄能支路的投退電壓定值按照下式計(jì)算：

13、投入定值：uin=1.1k1u0，其中，u0為子模塊額定工作電壓，k1為裕度系數(shù)；

14、退出定值：uout=uin-k2u0，其中，k2為常數(shù)。

15、進(jìn)一步的，持續(xù)執(zhí)行第二直流故障穿越策略直至直流故障清除，包括：

16、在第二直流故障穿越策略初期，將直流電流控制器的參數(shù)調(diào)小并給直流電流控制器的參考值疊加直流偏置；

17、通過(guò)直流電流控制器進(jìn)行控制，直至直流電流控制至0附近；

18、在直流電流過(guò)零點(diǎn)對(duì)直流故障進(jìn)行清除；

19、當(dāng)直流故障清除后將直流偏置恢復(fù)至0。

20、進(jìn)一步的，給直流電流控制器的參考值疊加一個(gè)直流偏置后，直流電流控制器的參考值按照下式確定：

21、idc_ref?=0+δidc_ref

22、其中，idc_ref為直流電流控制器的參考值，δidc_ref為直流偏置，該直流偏置滿足以下條件：

23、δidcf?+δidc_ref?≤0

24、其中，δidcf為直流線路故障態(tài)穩(wěn)定后的故障點(diǎn)電流標(biāo)幺值。

25、進(jìn)一步的，當(dāng)直流故障清除后，直流偏置斜坡恢復(fù)至0。

26、進(jìn)一步的，直流偏置的斜坡時(shí)間范圍為1~2個(gè)工頻周期。

27、第二方面，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越裝置，包括：

28、策略啟動(dòng)模塊，響應(yīng)于直流線路故障，用于啟動(dòng)直流故障穿越策略，直流故障穿越策略包括第一直流故障穿越策略和第二直流故障穿越策略；

29、第一策略執(zhí)行模塊，用于在第一直流故障穿越策略啟動(dòng)后，根據(jù)各橋臂內(nèi)子模塊電容電壓的總體水平控制對(duì)應(yīng)橋臂的泄能支路投退，以保證系統(tǒng)不出現(xiàn)過(guò)電壓；

30、第二策略執(zhí)行模塊，用于在第二直流故障穿越策略啟動(dòng)后，給直流電流控制器的參考值疊加直流偏置，以增大直流電流控制器的直流電流控制目標(biāo)，從而加快故障電流清除速度；

31、直流故障判斷模塊，用于持續(xù)執(zhí)行第一直流故障穿越策略和第二直流故障穿越策略，直至判斷直流故障清除；

32、策略退出模塊，用于等待設(shè)定時(shí)間后退出直流故障穿越策略，完成直流線路故障穿越。

33、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器：

34、存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，并將計(jì)算機(jī)程序的指令發(fā)送至處理器；

35、處理器根據(jù)計(jì)算機(jī)程序的指令執(zhí)行如第一方面的一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越方法。

36、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面的一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越方法。

37、綜上，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于具備主動(dòng)能量泄放功能換流閥的直流線路故障穿越方法和相關(guān)裝置，包括響應(yīng)于直流線路故障，啟動(dòng)直流故障穿越策略，直流故障穿越策略包括第一直流故障穿越策略和第二直流故障穿越策略；在第一直流故障穿越策略啟動(dòng)后，根據(jù)各橋臂內(nèi)子模塊電容電壓的總體水平控制對(duì)應(yīng)橋臂的泄能支路投退，以保證系統(tǒng)不出現(xiàn)過(guò)電壓；在第二直流故障穿越策略啟動(dòng)后，給直流電流控制器的參考值疊加直流偏置，以增大直流電流控制器的直流電流控制目標(biāo)，從而加快故障電流清除速度；持續(xù)執(zhí)行第一直流故障穿越策略和/或第二直流故障穿越策略，直至直流故障清除；等待設(shè)定時(shí)間后退出直流故障穿越策略，完成直流線路故障穿越。本發(fā)明根據(jù)橋臂內(nèi)子模塊電容電壓水平控制泄能電阻投退，準(zhǔn)確抑制子模塊過(guò)電壓，且避免泄能支路動(dòng)作頻次差異過(guò)大，保證各子模塊泄放能量分布均勻；同時(shí)，在投入直流故障穿越策略初期給直流電流控制器的參考值疊加直流偏置，使得直流電流快速控制過(guò)零，加快直流故障清除。