一种换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法
【专利摘要】本发明公开了一种换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法，通过闭锁TLSM?MMC清除直流故障电流，并完成去游离；此后，将所有TLSM子模块投入到TLSM类半桥闭锁模式；利用TLSM类半桥闭锁模式实现TLSM?MMC不控整流桥运行方式；若直流线路不再出现电流，则判断为故障已经消失，进入系统重启运行模式，在重启控制策略下恢复正常运行；若直流线路再次出现电流，则表明故障仍然存在，判断为永久性故障，立即闭锁换流器。与现有技术相比，本发明只需通过判断电流存在与否即可实现重合闸判断，当重合于永久性故障时，可以在很小的线路电流情况下快速重新闭锁换流器，有效避免了重合闸对系统造成的二次过流冲击，具有低电流危害的积极效果。
【专利说明】
一种换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力系统保护控制领域，特别是涉及一种柔性直流输电系统直流故障重合闸方法。【背景技术】
[0002]利用架空线路输电的柔性直流输电是未来大容量直流输电的有效实现方式之一。 架空线路输电情况下，直流故障率大大提高，利用三电平子模块(three-level sub-modu 1 e，TLSM)式MMC(TLSM-MMC)代替传统的半桥式MMC能够实现故障电流的快速清除。此夕卜，架空线路瞬时性故障概率较大，因此需设计合适的故障重合闸策略。现有的重合闸策略主要是在一段时间的系统去游离过程以后，在零功率模式下解锁换流站，通过判断是否能够建立直流电压实现对故障存在与否的判断。然而，这种方法以电压建立与否作为判据，若重合于永久性故障，会由于电容放电而快速过流，对系统造成二次危害。针对这一问题，有必要设计能够有效降低系统二次过流危害的重合闸方法。
【发明内容】
[0003]针对目前柔性直流系统故障重合闸策略会导致电流二次过流危害的问题，本发明提出了一种换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法，实现了针对TLSM-MMC型柔性直流输电系统、具有低电流危害的直流故障重合闸方法。
[0004]本发明的一种换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法，该方法包括以下步骤:
[0005]步骤1、利用TLSM换流器清除直流故障电流，并完成去游离；
[0006]步骤2、将所有TLSM换流器投入到TLSM类半桥闭锁模式；[〇〇〇7]步骤3、利用TLSM类半桥闭锁模式实现TLSM-MMC不控整流桥运行方式；
[0008]步骤4、判断直流线路是否再次出现电流来判断故障仍然存在或是已经消失；
[0009]步骤5、若直流线路不再出现电流，则表明故障已经消失，那么进入系统重启运行模式，在重启控制策略下恢复正常运行；
[0010]步骤6、若直流线路再次出现电流，则表明故障仍然存在，判定为永久性故障，立即闭锁 TLSM-MMC。
[0011]所述步骤2中的TLSM类半桥闭锁模式包括三种实现方式:实现方式一，相应的TLSM 类半桥闭锁模式一导通IGBT T5、T6，T1?T4保持闭锁状态，此时故障电流经续流二极管D2、 D3及IGBT T5、T6流通;实现方式二，相应的TLSM类半桥闭锁模式二导通IGBT T1、T6，T2?T5 保持闭锁状态，此时故障电流经续流二极管D3、D8及IGBT T1、T6流通;实现方式三，相应的 TLSM类半桥闭锁模式三导通IGBT T4、T5，T1?T3及T6保持闭锁状态，此时故障电流经续流二极管D2、D7及 IGBT T4、T5流通。[〇〇12]所述TLSM-MMC不控整流桥运行方式包括三种TLSM类半桥闭锁模式的三种实现分别构成的三相整流桥。
[0013]与传统直接解锁换流器的基于电压建立与否的重合闸策略相比，本发明在重合于永久性故障时避免了电容放电，而且由于只需判断电流存在与否，因此可以在很小的线路电流情况下快速重新闭锁换流器，不会导致系统的二次过流，有效避免了重合闸对系统造成的二次过流冲击。【附图说明】
[0014]图1为TLSM类半桥闭锁模式电路图，(a)、实现方式一；(b)、实现方式二；(c)、实现方式三；
[0015]图2为TLSM-MMC不控整流运行方式示意图，(a)、基于类半桥闭锁模式实现方式一构成的TLSM-MMC不控整流运行方式一；(b)、基于类半桥闭锁模式实现方式二构成TLSM-MMC 不控整流运行方式二；(c)、基于类半桥闭锁模式实现方式三构成TLSM-MMC不控整流运行方式三。
[0016]图3为本发明的一种针对TLSM-MMC型柔性直流输电系统的直流故障重合闸方法整体流程图。【具体实施方式】
[0017]针对TLSM结构特点，本发明设计分别提出了一种新型的子模块运行模式以及相应的换流器不控整流运行方式，并据此设计了一种具有低电流危害的故障重合闸策略，具体内容包括:[0〇18]针对TLSM拓扑结构特点，提出相应的新型子模块运行模式，本发明将该运行模式称为类半桥闭锁模式。如图1(a)所示为类半桥闭锁模式实现方式一，导通图1(a)中的IGBT T5、T6，T1?T4保持闭锁状态，此时故障电流只可能经续流二极管D2、D3及IGBT T5、T6流通， 其物理特性与闭锁状态下的半桥子摸块相同，因此命名为类半桥闭锁模式;如图1(b)所示为类半桥闭锁模式实现方式二，导通图1 (b)中的IGBT T1、T6，T2?T5保持闭锁状态，此时故障电流只可能经续流二极管D3、D8及IGBT T1、T6流通，物理特性亦与闭锁状态下的半桥子摸块相同；如图1(c)所示为类半桥闭锁模式实现方式三，导通图1(c)中的IGBT T4、T5，T1? T3及T6保持闭锁状态，此时故障电流只可能经续流二极管D2、D7及IGBT T4、T5流通，物理特性亦与闭锁状态下的半桥子摸块相同。[0〇19] 根据TLSM类半桥闭锁模式三种实现方式，相应设计如图2所示的三种TLSM-MMC不控整流运行方式。该运行方式下，换流器相当于一个不控整流桥。
[0020]如图3所示，为本发明的一种针对TLSM-MMC型柔性直流输电系统的直流故障重合闸方法的整体流程，包括以下步骤:
[0021]利用TLSM换流器清除直流故障电流，并完成去游离过程，步骤1;将所有TLSM子模块投入到类半桥闭锁模式，步骤2;类半桥闭锁模式实现TLSM-MMC不控整流桥运行方式，步骤3;通过判断直流线路是否再次出现电流来判断故障仍然存在或是已经消失，步骤4;若电流ldc = 0,表明直流线路不再出现电流，则故障已经消失，进入系统重启运行模式，在重启控制策略下恢复正常运行，步骤5;反之，若电流Idc辛0,则表明直流线路再次出现电流，则故障仍然存在，判定为永久性故障，立即闭锁换流器，步骤6。
【主权项】
1.一种换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法，其特征在于，该方法包括 以下步骤:步骤(1 )、利用TLSM换流器清除直流故障电流，并完成去游离；步骤(2)、将所有TLSM换流器投入到TLSM类半桥闭锁模式；步骤(3)、利用TLSM类半桥闭锁模式实现TLSM-MMC不控整流桥运行方式；步骤(4)、判断直流线路是否再次出现电流来判断故障仍然存在或是已经消失；步骤(5)、若直流线路不再出现电流，则表明故障已经消失，那么进入系统重启运行模 式，在重启控制策略下恢复正常运行；步骤(6)、若直流线路再次出现电流，则表明故障仍然存在，判定为永久性故障，立即闭 锁全桥子模块换流器。2.如权利要求1所述的换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法，其特征在 于，所述步骤(2)中的TLSM类半桥闭锁模式包括三种实现方式:实现方式一，相应的TLSM类 半桥闭锁模式一导通IGBT T5、T6，T1?T4保持闭锁状态，此时故障电流经续流二极管D2、D3 及IGBT T5、T6流通;实现方式二，相应的TLSM类半桥闭锁模式二导通IGBT T1、T6，T2?了5保 持闭锁状态，此时故障电流经续流二极管D3、D8及IGBT T1、T6流通；实现方式三，相应的 TLSM类半桥闭锁模式三导通IGBT T4、T5，T1?T3及T6保持闭锁状态，此时故障电流经续流 二极管D2、D7及 IGBT T4、T5流通。3.如权利要求1所述的换流器自清除型柔性直流输电系统故障重合闸方法，其特征在 于，所述TLSM-MMC不控整流桥运行方式分别包括三种TLSM类半桥闭锁模式实现方式分别构 成的三相整流桥。
【文档编号】H02H3/06GK106026008SQ201610330634
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李斌, 李晔, 何佳伟
【申请人】天津大学