柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法和装置与流程

本发明涉及电力系统，尤其涉及一种柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法和装置。

背景技术：

1、柔性直流输电具有灵活、可控、高效等特点，是新能源送外的重要电力输送手段之一。对于送端而言，柔性直流换流器能够为新能源电场提供稳定的交流电压，可孤岛运行，并能够快速动态无功补偿、降低新能源机组脱网的风险、提高新能源利用率。因此，新能源孤岛电网经真双极柔性直流架空线送出系统是一种可行的技术手段。

2、当真双极柔性直流运行时，某一极退出运行后，为避免大地中持续流过大电流而缩短接地极的寿命，剩下的一极可以利用未充电的对极线路作为电流回流通路，该接线方式成为金属回线方式。在实际工程中，金属回线运行时的接地钳位点可根据实际情况在整流侧或逆变侧。但是，将具备直流架空线直流故障清除能力的柔性直流用于新能源基地大规模送出场景下，当直流架空线发生接地故障时，柔性直流会输出负压清除直流故障，在完成清除直流故障前送端交流侧会对换流站子模块电容进行持续充电，而在柔性直流输出负压泄放直流侧能量过程中直流侧也会对换流站子模块电容进行充电。如果金属回线运行时的接线地钳位点选择不当，会导致送端换流站子模块电容过压，从而导致系统跳闸停运。因此，如何确定金属回线运行时的接地钳位点，以解决送端柔性直流在输出负压清除直流故障期间直流侧对送端换流站子模块电容持续充电而导致换流站子模块电容过压跳闸的技术问题，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法和装置，用于解决现金属回线运行时的接线地钳位点选择不当，导致直流侧对换流站子模块电容进行持续充电而导致换流站子模块电容过压跳闸的技术问题。

2、有鉴于此，本发明第一方面提供了一种柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法，应用于新能源双极柔直送出系统，新能源双极柔直送出系统包括新能源电场、送端柔性直流换流站、受端柔性直流换流站、第一直流架空线、第二直流架空线、交流耗能装置和直流耗能装置，新能源电场通过三相交流线连接至送端柔性直流换流站，交流耗能装置通过三相交流线配置在新能源电场与送端柔性直流换流站之间，送端柔性直流换流站的一个输出端通过第一直流架空线与受端柔性直流换流站的一个输入端连接，送端柔性直流换流站的另一个输出端通过第二直流架空线与受端柔性直流换流站的另一个输入端连接，直流耗能装置配置在受端柔性直流换流站的直流侧，受端柔性直流换流站与交流电网连接；

3、柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法包括以下步骤：

4、s1、在仿真软件中搭建新能源双极柔直送出系统，以金属接地方式，根据设计要求有序解锁送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站，并将送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的功率调整至额定值；

5、s2、分别对金属回线运行时接地钳位点设置在送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站下的直流线路末端接地故障进行仿真；

6、s3、比对接地钳位点分别设置在送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站时送端柔性直流换流站在输出负压清除直流故障期间的子模块电容电压大小，选择子模块电容电压最小的柔性直流换流站接地钳位点作为系统接地钳位点；

7、s4、校核系统接地钳位点下送端柔性直流换流站其余的子模块电容电压是否存在过压现象，若不存在子模块电容过压现象，则所选系统接地钳位点满足设计要求，若存在子模块电容过压现象，则去掉所选系统接地钳位点，返回步骤s3。

8、可选地，新能源双极柔直送出系统为真双极柔直送出系统。

9、可选地，送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站采用单阀组结构或双阀组串联结构。

10、可选地，送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的换流阀采用全半桥子模块混合拓扑结构。

11、可选地，送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的数量为一个或多个。

12、可选地，当送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的数量为两个以上时，第一直流架空线和第二直流架空线以星型结构或三角型结构连接各送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的直流侧。

13、本发明第二方面提供了一种柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估装置，应用于新能源双极柔直送出系统，新能源双极柔直送出系统包括新能源电场、送端柔性直流换流站、受端柔性直流换流站、第一直流架空线、第二直流架空线、交流耗能装置和直流耗能装置，新能源电场通过三相交流线连接至送端柔性直流换流站，交流耗能装置通过三相交流线配置在新能源电场与送端柔性直流换流站之间，送端柔性直流换流站的一个输出端通过第一直流架空线与受端柔性直流换流站的一个输入端连接，送端柔性直流换流站的另一个输出端通过第二直流架空线与受端柔性直流换流站的另一个输入端连接，直流耗能装置配置在受端柔性直流换流站的直流侧，受端柔性直流换流站与交流电网连接；

14、柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估装置用于执行以下步骤：

15、s1、在仿真软件中搭建新能源双极柔直送出系统，以金属接地方式，根据设计要求有序解锁送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站，并将送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的功率调整至额定值；

16、s2、分别对金属回线运行时接地钳位点设置在送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站下的直流线路末端接地故障进行仿真；

17、s3、比对接地钳位点分别设置在送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站时送端柔性直流换流站在输出负压清除直流故障期间的子模块电容电压大小，选择子模块电容电压最小的柔性直流换流站接地钳位点作为系统接地钳位点；

18、s4、校核系统接地钳位点下送端柔性直流换流站其余的子模块电容电压是否存在过压现象，若不存在子模块电容过压现象，则所选系统接地钳位点满足设计要求，若存在子模块电容过压现象，则去掉所选系统接地钳位点，返回步骤s3。

19、可选地，新能源双极柔直送出系统为真双极柔直送出系统。

20、可选地，送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站采用单阀组结构或双阀组串联结构。

21、可选地，送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的换流阀采用全半桥子模块混合拓扑结构。

22、可选地，送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的数量为一个或多个。

23、可选地，当送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的数量为两个以上时，第一直流架空线和第二直流架空线以星型结构或三角型结构连接各送端柔性直流换流站和受端柔性直流换流站的直流侧。

24、从以上技术方案可以看出，本发明提供的柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法具有以下优点：

25、本发明提供的柔性直流送出系统金属回线接地钳位点评估方法，充分利用金属回线运行时的接地钳位点设计的灵活性，进行直流线路末端接地故障仿真，通过对比不同钳位点时送端柔性直流子模块电容电压的大小，以所选接地钳位点下的送端柔性直流换流站子模块电容电压是否存在过压现象来最终确定金属回线运行时的接地钳位点，避免了直流侧对换流站子模块电容进行持续充电而导致换流站子模块电容过压跳闸的风险，解决了现金属回线运行时的接线地钳位点选择不当，导致直流侧对换流站子模块电容进行持续充电而导致换流站子模块电容过压跳闸的技术问题。