發(fā)布時間：2021-06-21 23:50

　　基于混合式直流斷路器（hybrid direct current circuit breaker, HDCCB）保護的柔性直流電網(wǎng)在故障清除之后,需要對故障線路進行快速重合閘操作。在直流系統(tǒng)被孤立的換流站重合閘于故障清除狀態(tài)的故障恢復期間,會有較大的功率波動導致重合閘過程中功率恢復緩慢,不能滿足直流電網(wǎng)快速重合閘的要求。該文首先基于HDCCB的拓撲結(jié)構(gòu)提出重合閘操作時間最短的快速重合閘操作流程。然后基于直流電網(wǎng)的控制系統(tǒng),從直流電網(wǎng)的故障開斷過程出發(fā),揭示了在直流電網(wǎng)重合閘過程中功率波動的原因,并且提出了優(yōu)化之后的快速重合閘策略,以實現(xiàn)直流系統(tǒng)重合閘于故障清除狀態(tài)時功率的快速恢復。利用電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC搭建5端柔直系統(tǒng)進行仿真,結(jié)果表明所提出的快速重合閘策略能夠有效地抑制孤立換流站在重合閘于故障清除狀態(tài)時故障恢復過程中的功率波動,縮短重合閘恢復時間50%以上,提高直流系統(tǒng)的輸電可靠性。 

【文章來源】：高電壓技術(shù). 2020,46(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

所提出的快速重合閘策略

圖2所示為主從控制下控有功功率站的外環(huán)功率控制系統(tǒng)，所有參數(shù)均為標幺值。其中Pref和PAC分別是交流側(cè)的有功輸入?yún)⒖贾岛蛯嶋H值，Iref為外環(huán)輸出交流側(cè)電流需要跟蹤的值，PImax和PImin分別為比例積分(proportional integral,PI)控制器輸出控制信號的上下限。ΔUdlim為電壓越限保護模塊輸入，由式(1)計算，其中Ud為直流側(cè)電壓實際值，Uup和Ulow分別為電壓越限保護模塊的電壓上下限，Kdlim為該模塊的保護系數(shù)，Uac為交流系統(tǒng)電壓的有效值。在直流側(cè)電壓越過邊界，即Ud>Uup或Ud<Ulow之后，電壓越限保護模塊被觸發(fā)并參加控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程，防止換流站電壓失控。在換流站發(fā)生故障之后，直流斷路器快速地切除故障。由于換流站與直流斷路器之間缺乏協(xié)調(diào)配合策略，此時直流換流站的控制系統(tǒng)依舊繼續(xù)工作。控制系統(tǒng)中的PAC依舊跟蹤Pref值，導致此時Iref會繼續(xù)存在，因此內(nèi)環(huán)電流控制器需要繼續(xù)控制交流側(cè)電流持續(xù)跟蹤Iref。

基于圖3可分析得到換流站被孤立之后的電壓變化情況，當故障發(fā)生之后，由于換流站電容向故障放電，導致直流電壓Ud降低。Ud降低之后下垂控制中電壓反饋環(huán)節(jié)輸出為正，Iref輸出上升，直流電壓Ud迅速上升。Ud上升之后Iref降低，但Iref在下降過程中始終為正，導致?lián)Q流站電壓不斷上升。只有當Iref穩(wěn)定為0之后，換流站電壓才能保持穩(wěn)定。從圖3所示控制系統(tǒng)中可得此時的換流站電壓滿足式(3)所示關(guān)系，因此可計算得到此時的換流站電壓如式(4)所示。圖3 下垂控制中換流站的控制系統(tǒng)


本文編號：3241676