一种柔性直流输电系统故障穿越的方法及控制系统与流程

技术特征：
1.一种柔性直流输电系统故障穿越的方法，其特征在于，柔性直流输电控制系统的内环电流控制包括全序控制环节和负序控制环节；所述全序控制环节，将不经过延时1/4基频周期正负序分解处理的全序采样电流经dq变换后得到的全序采样电流d轴分量、全序采样电流q轴分量作为全序控制环节的输入，分别与全序d轴电流参考值和全序q轴电流参考值做差后经过pi控制，并叠加全序采样电流dq轴分量交叉解耦环节以及正序电压前馈环节，得到全序dq轴电压控制量，然后将全序dq轴电压控制量转换为全序αβ电压控制量；所述负序控制环节，在正常无故障运行时仅由负序电压前馈得到负序dq轴电压控制量；当出现交流侧故障时，投入负序电流控制，将负序电流控制叠加负序电压前馈，得到负序dq轴电压控制量；然后将负序dq轴电压控制量转换为负序αβ电压控制量；将全序αβ电压控制量叠加负序αβ电压控制量得到最终的αβ电压参考值。2.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的方法，其特征在于，所述负序电流控制，将全序采样电流经过正负序分解及dq变换后得到的负序采样电流d轴分量、负序采样电流q轴分量作为负序电流控制的输入，分别与负序d轴电流参考值和负序q轴电流参考值做差后经过pi控制，并叠加负序采样电流dq轴分量交叉解耦环节，得到负序电流控制的输出。3.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的方法，其特征在于，所述柔性直流输电控制系统采用双闭环控制，所述双闭环控制包括内环电流控制和外环控制环节；所述外环控制环节包括定直流电压控制、定有功功率控制、定交流电压控制、定无功功率控制、定频率控制的一种或几种控制方法的组合。4.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的方法，其特征在于，所述全序控制环节中的正序电压前馈经一阶低通滤波、二阶低通滤波或非线性滤波器，一阶低通或二阶低通滤波器的截止频率f
c
≤200hz；所述负序控制环节中的负序电压前馈经一阶低通滤波或二阶低通滤波，滤波器的截止频率f
c
≤200hz。5.如权利要求1所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的方法，其特征在于，交流侧故障的判断判据如下：1)电压正序分量标幺化幅值u
mpos
≤k
pos
，其中k
pos
≤0.85p.u.；2)电压负序分量标幺化幅值u
mneg
≥k
neg
，其中k
pos
≥0.1p.u.；3)电压零序分量标幺化幅值u
m0
≥k0，其中k0≥0.1p.u.；以上3个判据满足其中之一，则判定发生柔性直流输电系统的交流侧故障。6.一种柔性直流输电系统故障穿越的控制系统，其特征在于，所述控制系统采用双闭环控制，包括外环控制单元、内环控制单元、正负序分解单元、交流故障判断单元：所述外环控制单元，用做柔性直流输电控制系统的外环控制，其输出为内环控制单元的参考值输入；所述内环控制单元，用做柔性直流输电控制系统的内环控制，包括全序控制模块、负序控制模块；所述正负序分解单元，用于将采样得到的电压、电流进行正负序分解，输出正序量、负序量、零序量；所述的交流故障判断单元，根据交流系统的电压、电流状态，判断当前输电系统是否出
现交流侧故障；所述全序控制模块，将全序采样电流经dq变换以后直接作为全序控制模块的输入，分别与全序d轴电流参考值和全序q轴电流参考值做差后经过pi控制，并叠加全序采样电流dq轴分量交叉解耦环节以及正序电压前馈环节，得到全序dq轴电压控制量，然后转换为全序αβ电压控制量，作为全序控制模块的输出；所述负序控制模块，接收交流故障判断单元的判定结果，当交流故障判断单元判断出交流故障时，投入负序电流控制，将负序电流控制叠加负序电压前馈，得到负序dq轴电压控制量，转换为负序αβ电压控制量，作为负序控制模块的输出；否则负序控制模块的输出只决定于负序电压前馈。7.如权利要求6所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的控制系统，其特征在于，所述负序电流控制，将全序采样电流经过正负序分解及dq变换后得到的负序采样电流d轴分量、负序采样电流q轴分量作为负序电流控制的输入，分别与负序d轴电流参考值和负序q轴电流参考值做差后经过pi控制，并叠加负序采样电流dq轴分量交叉解耦环节，得到负序电流控制的输出。8.如权利要求6所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的控制系统，其特征在于，所述外环控制单元包括定直流电压控制模块、定有功功率控制模块、定交流电压控制模块、定无功功率控制模块、定频率控制模块的一种或几种控制模块的组合。9.如权利要求6所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的控制系统，其特征在于，所述全序控制模块中的正序电压前馈经一阶低通滤波或二阶低通滤波，滤波器的截止频率f
c
≤200hz；所述负序控制模块中的负序电压前馈经一阶低通滤波或二阶低通滤波，滤波器的截止频率f
c
≤200hz。10.如权利要求6所述的一种柔性直流输电系统故障穿越的控制系统，其特征在于，所述的交流故障判断单元，其判断判据如下：1)电压正序分量标幺化幅值u
mpos
≤k
pos
，其中k
pos
≤0.85p.u.；2)电压负序分量标幺化幅值u
mneg
≥k
neg
，其中k
pos
≥0.1p.u.；3)电压零序分量标幺化幅值u
m0
≥k0，其中k0≥0.1p.u.；3个判据满足其中之一，则判定发生柔性直流输电系统的交流侧故障。

技术总结
本发明公开一种柔性直流输电系统故障穿越的方法及控制系统，柔性直流输电控制保护系统多采用延时1/4基频周期的方法得到正负序电压、电流分量，之后通过负序电流内环控制等方法抑制故障时刻的负序电流，确保柔性直流输电系统实现交流故障穿越，由于延时1/4基频周期正负序分解方法的固有特性，导致柔性直流输电系统阻抗的周期性波动，尤其是在高频处，增大了柔直阻抗超过90


技术研发人员：王柯 卢宇 董云龙 李钢 随顺科 王佳成 胡兆庆 朱海勇
受保护的技术使用者：南京南瑞继保工程技术有限公司
技术研发日：2020.09.21
技术公布日：2022/3/29