本發(fā)明屬于直流變壓器，特別涉及一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法及控制裝置。

背景技術(shù)：

1、直流電網(wǎng)可以獨(dú)立、快速地控制有功和無(wú)功功率，提升輸送功率與系統(tǒng)穩(wěn)定性，并且減少儲(chǔ)能和新能源系統(tǒng)接入的中間環(huán)節(jié)，降低成本，提高功率轉(zhuǎn)換效率和電能質(zhì)量，已成為國(guó)際學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)，并在近年得到了快速發(fā)展。隨著直流輸、配、用電系統(tǒng)的快速發(fā)展，不同電壓等級(jí)直流母線的互聯(lián)和能量轉(zhuǎn)遞需求變得迫切。與交流電網(wǎng)不同，直流電網(wǎng)不能簡(jiǎn)單的基于工頻變壓器、采用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行電壓和功率變換，必須采用基于電力電子技術(shù)的直流變壓器(dc?transformer，dct)才能組網(wǎng)。

2、當(dāng)前直流變壓器主要由llc型換流器、dab型換流器或cllc型換流器構(gòu)成，但是由模塊化多電平換流器(modular?multilevel?converter，mmc)構(gòu)成的dct拓?fù)溲芯康妮^少，其故障條件下的控制策略更是少有研究，因此在高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方面，尚無(wú)較好的方案來(lái)進(jìn)行故障控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法及控制裝置，實(shí)現(xiàn)高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)發(fā)生接地故障的情況下，故障隔離及非故障換流器的繼續(xù)運(yùn)行。

2、為達(dá)到上述目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案如下。

3、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，所述控制方法應(yīng)用于高壓直流變壓器的并聯(lián)系統(tǒng)；

4、所述控制方法包括如下步驟：

5、判斷高壓直流變壓器是否處于運(yùn)行狀態(tài)；

6、判斷所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)是否發(fā)生接地故障；

7、所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)控制所述并聯(lián)系統(tǒng)短時(shí)閉鎖；

8、檢測(cè)所述并聯(lián)系統(tǒng)各換流器的閥側(cè)零序電壓分量并判斷出故障換流器；

9、永久閉鎖所述故障換流器；

10、隔離所述故障換流器；

11、恢復(fù)除所述故障換流器以外的換流器繼續(xù)運(yùn)行。

12、在一些實(shí)施例中，所述高壓直流變壓器包括輸入側(cè)、隔離變壓器和輸出側(cè)，所述換流器為模塊化多電平換流器，所述輸入側(cè)和所述輸出側(cè)均設(shè)有所述模塊化多電平換流器；所述并聯(lián)系統(tǒng)由多個(gè)所述模塊化多電平換流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并聯(lián)組成，所述輸入側(cè)和所述輸出側(cè)的至少其中一側(cè)連接所述并聯(lián)系統(tǒng)。

13、在一些實(shí)施例中，運(yùn)行高壓直流變壓器包括：至少所述并聯(lián)系統(tǒng)的換流器運(yùn)行。

14、在一些實(shí)施例中，所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)發(fā)生的接地故障包括：

15、所述并聯(lián)系統(tǒng)的換流器發(fā)生接地故障和/或所述并聯(lián)系統(tǒng)的換流器與隔離變壓器之間連接線發(fā)生接地故障和/或所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)隔離變壓器的繞組發(fā)生接地故障。

16、在一些實(shí)施例中，判斷所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)發(fā)生接地故障的方法為：

17、檢測(cè)到所述并聯(lián)系統(tǒng)的各所述換流器的閥側(cè)交流電壓零序分量絕對(duì)值大于保護(hù)定值，且滿足第一保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。

18、在一些實(shí)施例中，所述閥側(cè)交流電壓零序分量的計(jì)算方法為：

19、采集所述并聯(lián)系統(tǒng)的各換流器的閥側(cè)隔離變壓器繞組首尾對(duì)地電壓，零序電壓為首尾電壓之和。

20、在一些實(shí)施例中，控制所述并聯(lián)系統(tǒng)短時(shí)閉鎖的方法為：控制所述并聯(lián)系統(tǒng)的換流器停發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)間。

21、在一些實(shí)施例中，判斷出所述故障換流器的方法為：

22、采集所述并聯(lián)系統(tǒng)的各換流器的閥側(cè)隔離變壓器繞組首尾對(duì)地電壓，零序電壓為首尾電壓之和，故障換流器為其零序電壓大于保護(hù)定值，且滿足第二保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。

23、在一些實(shí)施例中，永久閉鎖所述故障換流器的方法為：控制所述故障換流器停發(fā)觸發(fā)脈沖。

24、在一些實(shí)施例中，隔離所述故障換流器的方法為：控制跳開(kāi)所述故障換流器交流側(cè)開(kāi)關(guān)，控制跳開(kāi)所述故障換流器直流側(cè)開(kāi)關(guān)。

25、在一些實(shí)施例中，恢復(fù)除所述故障換流器以外的換流器運(yùn)行的方法：恢復(fù)除所述故障換流器以外的換流器的觸發(fā)脈沖。

26、一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制裝置，應(yīng)用前述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，所述控制裝置包括：電性連接的檢測(cè)單元和控制單元，

27、所述檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述并聯(lián)系統(tǒng)的各換流器的閥側(cè)隔離變壓器繞組首尾對(duì)地電壓；

28、所述控制單元用于判斷高壓直流變壓器運(yùn)行，且在所述高壓直流變壓器的并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，隔離所述故障換流器并使除所述故障換流器以外的換流器繼續(xù)運(yùn)行。

29、本申請(qǐng)具有以下有益效果：

30、本申請(qǐng)的一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障后，能夠臨時(shí)閉鎖并聯(lián)系統(tǒng)的所有換流器，永久閉鎖零序電壓分量不變的故障換流器，并隔離故障換流器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)非故障換流器的繼續(xù)可靠運(yùn)行。

31、本發(fā)明提供一種高壓直流變壓器并聯(lián)閥側(cè)接地故障控制裝置，應(yīng)用高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，設(shè)置在高壓直流變壓器并聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)，利用控制單元能夠檢測(cè)并聯(lián)系統(tǒng)各換流器的閥側(cè)隔離變壓器繞組首尾對(duì)地電壓，并利用控制單元判斷高壓直流變壓器運(yùn)行，且高壓直流變壓器并聯(lián)系統(tǒng)閥側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，控制并聯(lián)系統(tǒng)的換流器停發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)間，同時(shí)檢測(cè)并聯(lián)系統(tǒng)各換流器的閥側(cè)零序電壓分量并判斷出故障換流器，永久閉鎖故障換流器，隔離故障換流器，且除故障換流器以外的換流器繼續(xù)運(yùn)行。另外，本發(fā)明的裝置在實(shí)現(xiàn)故障控制的同時(shí)，不增加其他額外的任何測(cè)量裝置，可利用本身的測(cè)量單元進(jìn)行測(cè)量，簡(jiǎn)單可靠，易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：所述控制方法應(yīng)用于高壓直流變壓器的并聯(lián)系統(tǒng)，所述并聯(lián)系統(tǒng)由多個(gè)換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并聯(lián)組成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：所述高壓直流變壓器包括輸入側(cè)、隔離變壓器和輸出側(cè)，所述換流器為模塊化多電平換流器，所述輸入側(cè)和所述輸出側(cè)均設(shè)有所述模塊化多電平換流器；所述并聯(lián)系統(tǒng)由多個(gè)所述模塊化多電平換流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并聯(lián)組成，所述輸入側(cè)和所述輸出側(cè)的至少其中一側(cè)連接所述并聯(lián)系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：運(yùn)行所述高壓直流變壓器包括：至少所述并聯(lián)系統(tǒng)的換流器運(yùn)行。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)發(fā)生的接地故障包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：判斷所述并聯(lián)系統(tǒng)的閥側(cè)發(fā)生接地故障的方法為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：所述閥側(cè)交流電壓零序分量的計(jì)算方法為：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：控制所述并聯(lián)系統(tǒng)短時(shí)閉鎖的方法為：控制所述并聯(lián)系統(tǒng)的換流器停發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)間。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：判斷出所述故障換流器的方法為：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：永久閉鎖所述故障換流器的方法為：控制所述故障換流器停發(fā)觸發(fā)脈沖。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：隔離所述故障換流器的方法為：控制跳開(kāi)所述故障換流器的交流側(cè)開(kāi)關(guān)，控制跳開(kāi)所述故障換流器的直流側(cè)開(kāi)關(guān)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，其特征在于：恢復(fù)除所述故障換流器以外的換流器運(yùn)行的方法：恢復(fù)除所述故障換流器以外的換流器的觸發(fā)脈沖。

12.一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制裝置，其特征在于：應(yīng)用如權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法，所述控制裝置包括：電性連接的檢測(cè)單元和控制單元，

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開(kāi)了一種高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障控制方法及控制裝置，屬于直流變壓器領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域。該控制方法及控制裝置應(yīng)用于高壓直流變壓器的并聯(lián)系統(tǒng)。其中控制方法包括：判斷高壓直流變壓器是否處于運(yùn)行狀態(tài)；判斷并聯(lián)系統(tǒng)閥側(cè)是否發(fā)生接地故障；并聯(lián)系統(tǒng)閥側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)控制并聯(lián)系統(tǒng)短時(shí)閉鎖；檢測(cè)并聯(lián)系統(tǒng)各換流器的閥側(cè)零序電壓分量并判斷出故障換流器；永久閉鎖故障換流器；隔離故障換流器；恢復(fù)除故障換流器以外的換流器繼續(xù)運(yùn)行。控制裝置包括：檢測(cè)單元和控制單元。本申請(qǐng)實(shí)現(xiàn)高壓直流變壓器并聯(lián)側(cè)閥側(cè)接地故障下，故障隔離及非故障換流器的繼續(xù)運(yùn)行，且控制方法不增加任何測(cè)量裝置，簡(jiǎn)單可靠，易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱海勇,張中鋒,吳小丹,王柯,殷子寒,王佳成,鄒強(qiáng),李鋼,董云龍,盧宇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京南瑞繼保電氣有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21