本发明属于输配电技术领域，尤其涉及一种混合双馈入直流系统中lcc故障闭锁电压控制方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，电力需求的不断增加，电力电子技术的发展给电能的传输提供了新的选择。高压直流输电系统(highvoltagedirectcurrenttransmission,简称hvdc)经过数十年的发展已逐渐走向成熟，主要应用于远距离大电容输电，交流系统非同步联网，轻型直流输电，太阳能、风能、光伏等新能源输电。目前投入使用的换流器有两种，一种是电压源换流器(voltagesourceconverter,vsc),另一种是电网换相换流器(linecommutatedconverter,lcc),电网换相换流器高压直流输电(linecommutatedconverterbasedhighvoltagedirectcurrent，lcc-hvdc)是目前应用最广泛的高压直流输电系统形式，常用于大容量远距离传输电能，连接两个非同步的交流网络，然而当lcc-hvdc系统在故障闭锁的工况下，由于lcc无功补偿装置的存在会导致系统无功功率过剩，交流母线电压升高，形成暂态过电压，对换流器设备造成损害，一般需额外配置设备抑制因lcc故障闭锁造成的暂态过电压。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提出一种混合双馈入直流系统中lcc故障闭锁电压控制方法，包括以下步骤：
步骤1)故障检测；利用电压互感器检测lcc-hvdc系统交流母线的电压上升速率dvacm/dt，将检测到的电压上升速率dvacm/dt与上升速率限值vvmax进行比较，判断lcc-hvdc系统是否发生故障闭锁，若发生闭锁故障，则进入步骤2)，否则进入步骤3)；
步骤2)：当判定lcc-hvdc系统发生故障闭锁时，lcc控制系统向vsc-hvdc控制系统发出使能信号en＝1，vsc-hvdc的外环控制器分别输出d、q轴参考电流idref0和iqref0，将vsc-hvdc系统输出的电流参考信号idref0、iqref0进行限幅处理；
步骤3)当lcc-hvdc系统未发生故障闭锁时，lcc控制系统向vsc-hvdc控制系统发出使能信号en＝0，vsc-hvdc的外环控制器分别输出d、q轴参考电流idref0和iqref0，将vsc-hvdc系统输出的电流参考信号idref0、iqref0进行限幅处理；
所述判断lcc-hvdc系统是否发生故障闭锁的方法为：
若dvacm/dt≥vvmax，则判定发生闭锁故障，若dvacm/dt<vvmax，则判定未发生闭锁故障。
所述限幅处理的方法包括以下步骤：
步骤一：根据vsc-hvdc系统外环控制器输出的d、q轴电流参考值idref0和iqref0计算参考电流幅值im，计算公式为:
步骤二：将计算得到的参考电流幅值im与换流器最大允许电流imax进行比较，若im＜imax,则经过调整外环pi控制器输出限幅值后，外环pi控制器输出的d、q轴电流参考值idref和iqref保持不变，即：
若im≥imax，则进入步骤三；
步骤三：若使能信号en＝0，将调整外环pi控制器输出限幅值后外环pi控制器输出的d、q轴电流参考值idref1和iqref1等比例限制在换流器最大允许电流imax；若使能信号en＝1，将由vsc-hvdc系统外环控制器输出的q轴参考电流iqref0与换流器最大允许电流imax进行比较：
若iqref0≥imax，将调整外环pi控制器输出限幅值后外环pi控制器输出的q轴电流参考值iqref2限制在换流器最大允许电流imax，d轴电流参考值idref2以计算得到的参考电流幅值im为换流器最大允许电流imax进行配置；
若iqref0＜imax，则调整外环pi控制器输出限幅值后外环pi控制器输出的q轴电流参考值iqref3保持不变，d轴电流参考值idref3以计算得到的参考电流幅值im为换流器最大允许电流imax进行配置。
所述idref1和iqref1的计算公式为：
式中，idref1、iqref1分别为在使能信号en＝0的情况下经限幅处理后输出的d、q轴电流参考值，idref0、iqref0分别为vsc-hvdc系统外环控制器输出的d、q轴电流参考值，imax为换流器最大允许电流值，im为计算得到的参考电流幅值；
所述idref2和iqref2的计算公式为：
式中，idref2、iqref2分别为在使能信号en＝1，且iqref0≥imax的情况下经限幅处理后输出的d、q轴电流参考值，imax为换流器最大允许电流值。
所述idref3和iqref3的计算公式为：
式中，idref3、iqref3分别为在使能信号en＝1，且iqref0＜imax的情况下经限幅处理后输出的d、q轴电流参考值，iqref0为vsc-hvdc系统外环控制器输出的q轴电流参考值，imax为换流器最大允许电流值。
本发明的有益效果在于：
本发明充分利用混合双馈入直流系统中vsc-hvdc系统对交流母线电压的支撑能力，针对lcc-hvdc因故障闭锁后导致系统无功功率过剩的工况，通过接收检测环节的使能信号，调节vsc内环电流的参考值，使vsc换流器在lcc-hvdc发生闭锁故障时，能够通过适当降低d轴参考电流幅值以降低vsc-hvdc输出的有功功率，提高q轴电流参考值以增强vsc-hvdc对交流母线电压的支撑能力。通过本发明所提出的无功电压紧急控制方法，最大程度发挥vsc-hvdc无功功率调节能力，可有效抑制混合双馈入直流系统中lcc-hvdc发生闭锁故障时系统的暂态过电压现象。
附图说明
附图1为vsc-hvdc无功电压紧急控制的电流限幅逻辑框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。本发明提出的一种混合双馈入直流系统中lcc故障闭锁电压控制方法,首先对lcc-hvdc系统进行故障检测，判断lcc-hvdc系统是否发生故障闭锁，若发生故障闭锁，vsc-hvdc系统输出使能信号en＝1，否则输出使能信号en＝0，然后根据vsc-hvdc系统输出的电流参考信号idref0、iqref0以及使能信号en对idref0、iqref0进行限幅处理。
进一步地，判断lcc-hvdc系统是否发生故障闭锁的方法为，通过电压互感器检测lcc-hvdc系统交流母线的电压上升速率dvacm/dt，将检测到的电压上升速率dvacm/dt与上升速率限值vvmax进行比较，若dvacm/dt>vvmax，则判定发生闭锁故障，若dvacm/dt<vvmax，则判定未发生闭锁故障。
进一步地，所述限幅处理的方法如图1所示，附图1为vsc-hvdc无功电压紧急控制的电流限幅逻辑框图，包括以下步骤：
步骤一：根据vsc-hvdc系统外环控制器输出的d、q轴电流参考值idref0和iqref0计算参考电流幅值im，计算公式为:
步骤二：将计算得到的参考电流幅值im与换流器最大允许电流imax进行比较，若im＜imax,则经过调整外环pi控制器输出限幅值后，外环pi控制器输出的d、q轴电流参考值idref和iqref保持不变，即：
若im≥imax，则进入步骤三；
步骤三：若使能信号en＝0，将调整外环pi控制器输出限幅值后外环pi控制器输出的d、q轴电流参考值idref1和iqref1等比例限制在换流器最大允许电流imax；若使能信号en＝1，将由vsc-hvdc系统外环控制器输出的q轴参考电流iqref0与换流器最大允许电流imax进行比较：
若iqref0≥imax，将调整外环pi控制器输出限幅值后外环pi控制器输出的q轴电流参考值iqref2限制在换流器最大允许电流imax，d轴电流参考值idref2以计算得到的参考电流幅值im为换流器最大允许电流imax进行配置；
若iqref0＜imax，则调整外环pi控制器输出限幅值后外环pi控制器输出的q轴电流参考值iqref3保持不变，d轴电流参考值idref3以计算得到的参考电流幅值im为换流器最大允许电流imax进行配置。
所述idref1和iqref1的计算公式为：
式中，idref1、iqref1分别为在使能信号en＝0的情况下经限幅处理后输出的d、q轴电流参考值，idref0、iqref0分别为vsc-hvdc系统外环控制器输出的d、q轴电流参考值，imax为换流器最大允许电流值，im为计算得到的参考电流幅值；
所述idref2和iqref2的计算公式为：
式中，idref2、iqref2分别为在使能信号en＝1，且iqref0≥imax的情况下经限幅处理后输出的d、q轴电流参考值，imax为换流器最大允许电流值。
所述idref3和iqref3的计算公式为：
式中，idref3、iqref3分别为在使能信号en＝1，且iqref0＜imax的情况下经限幅处理后输出的d、q轴电流参考值，iqref0为vsc-hvdc系统外环控制器输出的q轴电流参考值，imax为换流器最大允许电流值。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。