多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种多馈入直流输电系统的故障恢复 控制方法和系统。
【背景技术】
[0002] 多馈入直流输电系统是具有多个高压直流输电子系统进行供电的输电系统，多回 直流输电的结构设计增加了电力系统运行方式的灵活性，扩大了输送容量，但同时不可避 免地增加了系统结构的复杂性，使得对整个输电系统的控制更加困难。例如，当受端交流系 统发生故障后，由于邻近高压直流输电子系统之间的相互作用，可能会引起多个换流站同 时或相继发生换相失败，拖延恢复到故障前功率水平的时间，导致整个多馈入直流输电系 统难以在故障发生后恢复到稳定运行状态，甚至可能导致无法恢复。
[0003] 为了改善多馈入直流输电系统的故障恢复特性，故障发生后需要控制调整高压直 流输电子系统的功率，实现故障恢复。一般情况下现有的控制策略在功率水平恢复到故障 前的过程中考虑的因素不够全面，因此故障恢复的稳定性不高。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种稳定性较高的多馈入直流输电系统的故 障恢复控制方法和系统。
[0005] -种多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法，包括：
[0006] 获取受端交流系统的故障信号，并根据所述故障信号判断所述受端交流系统是否 出现故障；
[0007] 若出现故障，获取各个高压直流输电子系统的多馈入有效短路比和功率基值比， 其中所述功率基值比为所有高压直流输电子系统中的最大额定直流功率与当前高压直流 输电子系统的额定直流功率的比值；
[0008] 分别计算各个高压直流输电子系统的多馈入有效短路比和功率基值比的乘积，得 到高压输电子系统的多馈入功率恢复因子；
[0009] 根据多馈入功率恢复因子生成功率调制信号至对应的高压直流输电子系统的功 率调制器，控制对应的高压直流输电子系统以与所述功率调制信号相应的功率恢复速率进 行故障恢复。
[0010] -种多馈入直流输电系统的故障恢复控制系统，包括：
[0011] 故障检测模块，用于获取受端交流系统的故障信号，并根据所述故障信号判断所 述受端交流系统是否出现故障；
[0012] 第一数值获取模块，用于在所述受端交流系统出现故障时，获取各个高压直流输 电子系统的多馈入有效短路比和功率基值比，其中所述功率基值比为所有高压直流输电子 系统中的最大额定直流功率与当前高压直流输电子系统的额定直流功率的比值；
[0013] 第二数值获取模块，用于分别计算各个高压直流输电子系统的多馈入有效短路比 和功率基值比的乘积，得到高压输电子系统的多馈入功率恢复因子；
[0014] 信号处理模块，用于根据所述多馈入功率恢复因子生成功率调制信号至对应的高 压直流输电子系统的功率调制器，控制对应的高压直流输电子系统以与所述功率调制信号 相应的功率恢复速率进行故障恢复。
[0015] 上述的多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法和系统，在受端交流系统出现故 障时，根据多馈入有效短路比和功率基值比获取多馈入功率恢复因子，并根据多馈入功率 恢复因子生成功率调制信号至高压直流输电子系统的功率调制器。多馈入功率恢复因子可 以根据多种因素较全面的评估各条高压直流输电子系统的故障恢复对整个多馈入直流系 统的影响，使得整个系统能够顺利的恢复到稳态运行状态，提高了故障恢复的稳定性。
【附图说明】
[0016] 图1为一实施例中本发明多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法的流程图；
[0017]图2为一实施例中获取各个高压直流输电子系统的多馈入有效短路比的流程图；
[0018] 图3为一实施例中本发明多馈入直流输电系统的故障恢复控制系统的模块图；
[0019] 图4为一实施例中第一数值获取模块的具体单元图；
[0020] 图5为一应用例中3回直流输电线路的结构框图；
[0021] 图6为一应用例中4回直流输电线路的功率调制信号相应的功率恢复速率示意 图；
[0022] 图7为采用多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法前后各高压直流输电子系 统换流母线电压的变化情况；
[0023] 图8为采用多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法前后各高压直流输电子系 统逆变器熄弧角的变化情况；
[0024] 图9为采用多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法前后各高压直流输电子系 统直流功率的变化情况。
【具体实施方式】
[0025] 参考图1，本发明一实施例中的多馈入直流输电系统的故障恢复控制方法，包括步 骤S100至步骤S170。
[0026] S100 :获取受端交流系统的故障信号。
[0027] 本实施例中，受端交流系统是否出现故障，可以通过故障检测器检测获得。例如， 在受端交流系统的母线上配置故障检测器，当出现故障时，故障检测器可以及时检测得到 故障信号。
[0028] S110 :根据故障信号判断受端交流系统是否出现故障。若出现故障，则执行步骤 S130〇
[0029] S130 :获取各个高压直流输电子系统的多馈入有效短路比和功率基值比，其中功 率基值比为所有高压直流输电子系统中的最大额定直流功率与当前高压直流输电子系统 的额定直流功率的比值。
[0030] S150 :分别计算各个高压直流输电子系统的多馈入有效短路比和功率基值比的乘 积，得到高压输电子系统的多馈入功率恢复因子。
[0031]多馈入功率恢复因子这一指标同时考虑了系统强度、高压直流输电系统间的耦合 作用和直流功率对整个多馈入输电系统恢复特性的影响，故可以通过多馈入功率恢复因子 较全面的评估各条高压直流输电子系统的功率恢复对整个多馈入直流输电系统的影响。
[0032] S170:根据多馈入功率恢复因子生成功率调制信号至对应的高压直流输电子系统 的功率调制器，控制对应的高压直流输电子系统以与功率调制信号相应的功率恢复速率进 行故障恢复。
[0033] 在其中一实施例中，功率调制信号为故障切除时刻到故障恢复时刻之间的直流功 率值。功率调制器根据直流功率值进行功率值的恢复，从而实现故障恢复。
[0034] 在其中一个实施例中，不同的多馈入功率恢复因子对应得到的功率调制信号不 同。多馈入功率恢复因子越大，说明该条高压直流输电子系统恢复故障时对整个多馈入直 流输电系统的稳定性影响越小，设置生成功率恢复速率较快的功率调制信号；而多馈入功 率恢复因子值越小，说明该条高压直流输电子系统恢复故障时对整个多馈入直流输电系统 的稳定性影响越大，设置生成功率恢复速率较快的功率调制信号，从而实现多馈入直流输 电系统中多回直流的交错恢复，提高恢复效率。
[0035] 在其中一实施例中，参考图2,步骤S130中，获取各个高压直流输电子系统的多馈 入有效短路比的步骤，包括步骤S131至步骤S133。
[0036]S131:分别获取各个高压直流输电子系统对当前高压直流输电子系统的多馈入交 互作用因子。
[0037] 在其中一个实施例中，步骤S131包括公式：
[0038]
[0039] 式中，A当前高压输电子系统的逆变侧换流母线节点处的电压变化量，AUj 为对应AUi时第j个高压直流输电子系统的逆变侧换流母线节点处的电压变化量，MIIFu 为第j个高压直流输电子系统对当前高压输电子系统的多馈入交互作用因子。
[0040] 多馈入交互作用因子用电压的变化来衡量两条高压直流输电子系统的逆变站之 间交互作用。因此，根据多馈入交互作用因子得到的多馈入有效短路比可以考虑到各高压 直流输电子系统之间的親合作用。
[0041] S133 :根据当前高压直流输电子系统的三相短路容量、额定直流功率、三相基频无 功功率、多个多馈入交互作用因子和各个高压直流输电子系统的额定直流功率，获取多馈 入有效短路比。其中，三相基频无功功率为当前高压直流输电子系统满足额定换流母线电 压和额定直流功率时，换流站交流滤波器和并联电容器提供的三相基频无功功率。
[0042] 在其中一个实施例中，步骤S133包括公式：
[0043]
[0044] 式中，MIESCRiS当前高压直流输电子系统的多馈入有效短路比，Sael为当前高压 直流输电子系统的三相短路容量，PdNl为当前高压直流输电子系统的额定直流功率，P_为 第j个高压直流输电子系统的额定直流功率，QeNl为当前高压直流输电子系统