一種抑制hvdc換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抑制HVDC換相失敗的串?并聯(lián)組合補(bǔ)償器及方法，該補(bǔ)償器設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間，且串?并聯(lián)組合補(bǔ)償器包括交換單元、相互連接的輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元；該方法根據(jù)電壓信號；判斷受端電網(wǎng)故障，并進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成控制指令并進(jìn)行控制。本發(fā)明提出的補(bǔ)償器及方法實(shí)現(xiàn)了在受端電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有效補(bǔ)償直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線的電壓跌落，提高線路傳輸能力并抑制換相失敗的發(fā)生，保證了高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠及穩(wěn)定的運(yùn)行。
【專利說明】
-種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電力系統(tǒng)高壓直流輸電領(lǐng)域，具體設(shè)及一種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于晶閩管的電網(wǎng)換相高壓直流輸電化ine-Commutated-Conve;rte;r High Voltage Direct Current,LCC-HVDC)系統(tǒng)具有輸電容量大、線路造價(jià)低、非同步聯(lián)網(wǎng)能力 強(qiáng)，在遠(yuǎn)距離大容量輸電及大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)等方面具有很大優(yōu)勢并在我國電力系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。
[0003] 換相失敗是LCC-HVDC系統(tǒng)最常見的故障之一。導(dǎo)致?lián)Q相失敗故障的原因有很多， 但當(dāng)晶閩管及其觸發(fā)系統(tǒng)均正常工作時(shí)，發(fā)生換相失敗的主要原因是當(dāng)受端電網(wǎng)發(fā)生故障 時(shí)引起的電網(wǎng)電壓跌落或波動。
[0004] 公開號為CN103337870A的中國專利公開的《一種高壓直流輸電換相失敗的防御方 法》，通過其換相失敗防御系統(tǒng)輸出矩形波指令給控制保護(hù)系統(tǒng)，在控制保護(hù)系統(tǒng)的觸發(fā)角 指令中減去該矩形波，提前觸發(fā)晶閩管。該方法是一種增大關(guān)斷角的換相失敗防御措施。
[0005] 公開號為CN103737907A的中國專利公開的《一種基于電流限制法的直流輸電換相 失敗防御方法》，采用在發(fā)生交流電網(wǎng)故障時(shí)，通過減小直流電流指令的方法來抑制換相失 敗。該方法可避免提前觸發(fā)帶來的增大直流電流、增大直流輸電系統(tǒng)的功率因數(shù)角等不利 影響，使晶閩管所需的換相面積減小，有利于防御直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗故障。但是， 由于LCC-HVDC直流母線串聯(lián)有較大容量的平波電抗器，其電流下降速度較慢，因此該方法 抑制換相失敗的反應(yīng)速度相對較慢。
[0006] 上述方法主要是增大關(guān)斷角或減小直流電流，可作為換相失敗的輔助防御手段， 但無法從根本上避免換相失敗的發(fā)生。
[0007] 在《高電壓技術(shù)》2014年第40卷第8期2440-2448頁刊登的"含有STATCOM的高壓直 流輸電系統(tǒng)控制方法"一文(作者趙成勇等)提出了含有靜止無功補(bǔ)償器(STATCOM)的HVDC 系統(tǒng)控制方法，當(dāng)受端電網(wǎng)=相故障引起=相電壓跌落時(shí)，該方法可W減少換相失敗的發(fā) 生概率，但僅適合受端電網(wǎng)故障較輕的工況，當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落較嚴(yán)重時(shí)，則補(bǔ)償電壓跌落所 需要STATCOM容量會很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引有鑒于此，本發(fā)明提供的一種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器及方法，該 補(bǔ)償器及方法實(shí)現(xiàn)了在受端電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有效補(bǔ)償直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線的電 壓跌落，提高線路傳輸能力并抑制換相失敗的發(fā)生，保證了高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠及穩(wěn) 定的運(yùn)行。
[0009] 本發(fā)明的目的是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0010] -種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器設(shè)置在 HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間，且所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器包括交換單元、相互 連接的輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元；
[0011] 所述輸出電壓控制單元串聯(lián)在所述逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間；
[0012] 所述輸出電流控制單元并聯(lián)在所述逆變側(cè)交流母線上或受端電網(wǎng)的母線上；
[0013] 所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元均連接至所述交換單元。
[0014] 優(yōu)選的，所述交換單元包括交-交電源變換器及連接至所述交-交電源變換器的控 制器，所述輸出電壓控制單元為一個(gè)串聯(lián)側(cè)變壓器，所述輸出電流控制單元為一個(gè)并聯(lián)側(cè) 變壓器；
[0015] 所述交-交電源變換器上設(shè)有=相輸入端及=相輸出端；
[0016] 所述串聯(lián)側(cè)變壓器與所述交-交電源變換器的=相輸入端連接；
[0017] 所述并聯(lián)側(cè)變壓器與所述交-交電源變換器的=相輸出端連接。
[0018] 優(yōu)選的，所述交-交電源變換器包括用直流母線連接的并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換 器及串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器；
[0019] 所述并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器和串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器均為=相橋結(jié)構(gòu) 且均包括=相上橋臂和下橋臂；
[0020] 所述上橋臂和下橋臂均包括半橋子模塊串及電抗器，所述半橋子模塊串包括多個(gè) 依次串聯(lián)的半橋子模塊；
[0021] 所述上橋臂的電抗器串聯(lián)在所述上橋臂的半橋子模塊串的末端，所述下橋臂的電 抗器串聯(lián)在所述下橋臂的半橋子模塊串的首端；
[0022] 所述上橋臂的電抗器與所述下橋臂的電抗器連接、且各連接點(diǎn)分別為所述模塊化 多電平變換器交流側(cè)各相的輸入端；
[0023] 所述上橋臂的半橋子模塊串的首端均與正直流母線連接；
[0024] 所述下橋臂的半橋子模塊串的末端均與負(fù)直流母線連接。
[0025] 優(yōu)選的，所述半橋子模塊包括串聯(lián)的兩個(gè)功率開關(guān)管及電容器，且所述電容器與 兩個(gè)所述功率開關(guān)管所在支路并聯(lián)；
[0026] 所述功率開關(guān)管內(nèi)設(shè)有反并聯(lián)二極管；
[0027] 其中一個(gè)所述功率開關(guān)管的兩端分別為所述半橋子模塊的兩個(gè)輸出端。
[0028] 優(yōu)選的，所述交-交電源變換器為模塊化多電平矩陣變換器，且所述模塊化多電平 矩陣變換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為3x3矩陣結(jié)構(gòu)；
[0029] 所述模塊化多電平矩陣變換器中設(shè)有九個(gè)功率鏈，所述功率鏈包括依次串聯(lián)的電 抗器及多個(gè)H橋子模塊，且所述功率鏈的兩端分別為第一輸出端和第二輸出端；
[0030] 每個(gè)所述功率鏈的第一輸出端均與所述模塊化多電平矩陣變換器各相的輸入端 連接，且每個(gè)所述功率鏈的第二輸出端均與所述模塊化多電平矩陣變換器各相的輸出端連 接。
[0031] 優(yōu)選的，所述H橋子模塊包括電容器、及兩條功率開關(guān)管支路，且兩條功率開關(guān)管 均與所述電容器并聯(lián);一條所述功率開關(guān)管支路上串聯(lián)有第一功率開關(guān)管和第二功率開關(guān) 管，另一條所述功率開關(guān)管支路上串聯(lián)有第=功率開關(guān)管和第四功率開關(guān)管；
[0032] 所述第一功率開關(guān)管的發(fā)射極分別連接至所述第二功率開關(guān)管的集電極及所述H 橋子模塊的第一輸出端，且所述第一功率開關(guān)管的集電極連接所述電容器的正極;所述第 二功率開關(guān)管的發(fā)射極連接所述電容器的負(fù)極；
[0033] 所述第=功率開關(guān)管的發(fā)射極分別連接至所述第四功率開關(guān)管的集電極及所述H 橋子模塊的第二輸出端，且所述第=功率開關(guān)管的集電極連接所述電容器的正極，所述第 四功率開關(guān)管的發(fā)射極連接所述電容器的負(fù)極。
[0034] 優(yōu)選的，所述控制器包括相互通信的電壓檢測單元、故障判別單元、協(xié)調(diào)控制單元 及內(nèi)環(huán)調(diào)控單元；
[0035] 所述電壓檢測單元，用于對所述HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線電壓和受端電網(wǎng)電壓進(jìn) 行檢測，得到所述受端電網(wǎng)電壓信號；
[0036] 所述故障判別單元，用于分析所述受端電網(wǎng)電壓信號，并判斷所述受端電網(wǎng)是否 發(fā)生故障；
[0037] 所述協(xié)調(diào)控制單元，用于根據(jù)所述受端電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，對所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償 器的所述輸出電流控制單元及輸出電流控制單元進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成所述輸出電壓 控制單元的輸出電壓指令及所述輸出電流控制單元的輸出電流無功分量指令；
[0038] 所述內(nèi)環(huán)調(diào)控單元，用于根據(jù)所述輸出電壓指令及輸出電流無功分量指令，分別 實(shí)現(xiàn)所述輸出電壓控制單元的輸出電壓控制、所述輸出電流控制單元的輸出電流控制、子 模塊電容電壓控制W及功率開關(guān)管觸發(fā)控制。
[0039] -種抑制HVDC換相失敗的方法，所述方法用設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線與受 端電網(wǎng)之間的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)，所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器包括交換單元、相互連接 的輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元;所述輸出電壓控制單元串聯(lián)在所述逆變側(cè)交流 母線與受端電網(wǎng)之間;所述輸出電流控制單元并聯(lián)在所述逆變側(cè)交流母線上或受端電網(wǎng)的 母線上;所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元均連接至所述交換單元;所述交換單 元包括交-交電源變換器及連接至所述交-交電源變換器的控制器;所述控制器包括相互通 信的電壓檢測單元、故障判別單元、協(xié)調(diào)控制單元及內(nèi)環(huán)調(diào)控單元；
[0040] 所述方法包括如下步驟：
[0041 ] 步驟1.所述電壓檢測單元檢測所述HVDC系統(tǒng)中逆變側(cè)交流母線電壓和受端電網(wǎng) 電壓信號；
[0042] 步驟2.所述故障判別單元分析所述逆變側(cè)交流母線電壓和受端電網(wǎng)電壓信號，判 斷所述受端電網(wǎng)是否發(fā)生故障；
[0043] 若是，則進(jìn)入步驟3;
[0044] 若否，則進(jìn)入步驟4;
[0045] 步驟3.所述協(xié)調(diào)控制單元W補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)所述受端電網(wǎng)運(yùn)行狀 況和所述故障判別單元的輸出信號，對所述輸出電壓控制單元和輸出電流控制單元進(jìn)行協(xié) 調(diào)和優(yōu)化控制;生成控制指令，進(jìn)入步驟5;
[0046] 步驟4.所述協(xié)調(diào)控制單元W補(bǔ)償無功為目標(biāo)，控制所述輸出電壓控制單元及輸出 電流控制單元分別實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償及并聯(lián)無功補(bǔ)償;生成控制指令，進(jìn)入步驟5;
[0047] 步驟5.所述內(nèi)環(huán)調(diào)控單元根據(jù)所述控制指令，分別實(shí)現(xiàn)所述電壓控制單元的輸出 電壓控制、所述輸出電流控制單元的輸出電流控制、子模塊電容電壓控制W及功率開關(guān)管 觸發(fā)控制。
[004引優(yōu)選的，所述步驟3包括：
[0049] 3-1.所述協(xié)調(diào)控制單元W補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)所述受端電網(wǎng)故障狀 況，對所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元的電壓補(bǔ)償量進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化；
[0050] 3-2.所述協(xié)調(diào)控制單元對預(yù)設(shè)的交流母線電壓整定值和測量值進(jìn)行比較和運(yùn)算， 分別生成所述輸出電壓控制單元的輸出電壓指令信號和所述輸出電流控制單元的輸出電 流無功分量指令，進(jìn)入步驟5。
[0051] 優(yōu)選的，所述步驟4包括：
[0052] 4-1.所述協(xié)調(diào)控制單元W補(bǔ)償無功為目標(biāo)，所述輸出電壓控制單元補(bǔ)償電網(wǎng)線路 阻抗，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償，所述輸出電流控制單元根據(jù)HVDC系統(tǒng)無功需求，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)無功補(bǔ) 償；
[0053] 4-2.所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元分別生成輸出電壓指令信號和 電流無功分量指令，進(jìn)入步驟5。
[0054] 從上述的技術(shù)方案可W看出，本發(fā)明提供了一種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組 合補(bǔ)償器及方法，該補(bǔ)償器設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間，且串-并聯(lián)組 合補(bǔ)償器包括交換單元、相互連接的輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元;該方法根據(jù) 電壓信號;判斷受端電網(wǎng)故障，并進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成控制指令并進(jìn)行控制。本發(fā)明 提出的補(bǔ)償器及方法實(shí)現(xiàn)了在受端電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)有效補(bǔ)償直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)交流母 線的電壓跌落，提高線路傳輸能力并抑制換相失敗的發(fā)生，保證了高壓直流輸電系統(tǒng)的可 靠及穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0055] 與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有W下優(yōu)異效果：
[0056] 1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案中，當(dāng)受端電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，通過控制串-并聯(lián)組合補(bǔ) 償器的串聯(lián)側(cè)輸出電壓，能有效補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落，從而抑制換相失敗的發(fā)生，同時(shí)將串聯(lián) 側(cè)吸收的有功功功率通過并聯(lián)側(cè)輸出到電網(wǎng)。
[0057] 2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，當(dāng)受端電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，通過控制串-并聯(lián)組合補(bǔ)償 器的串聯(lián)側(cè)輸出電壓，能有效補(bǔ)償線路阻抗，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償功能，提高線路傳輸能力， 同時(shí)并聯(lián)側(cè)可用于輸出無功電流，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)無功無償功能。
[0058] 3、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，當(dāng)受端電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，如果單獨(dú)采用串聯(lián)補(bǔ)償器 補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落，則要求串聯(lián)補(bǔ)償器具有吸收有功功率的能力，因此現(xiàn)有的動態(tài)電壓恢 復(fù)器無法滿足該要求，而采用串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器可W將串聯(lián)部分吸收的有功功率通過并 聯(lián)側(cè)輸出到電網(wǎng)。
[0059] 4、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，現(xiàn)有的單獨(dú)采用并聯(lián)無功發(fā)生器STATCOM的電網(wǎng)電 壓跌落補(bǔ)償方案，是通過向接入點(diǎn)注入容性無功電流來提高接入點(diǎn)電壓，但僅適合于電壓 跌落較輕的工況;而本發(fā)明的采用串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器電網(wǎng)電壓跌落補(bǔ)償方案，可W協(xié)調(diào)和 優(yōu)化串聯(lián)和并聯(lián)部分的補(bǔ)償容量，比單獨(dú)STATCOM具有更寬的電壓補(bǔ)償范圍。
[0060] 5、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0061] 圖1是本發(fā)明的抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器的一種主接線圖；
[0062] 圖2是本發(fā)明的抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器的另一種主接線圖；
[0063] 圖3是模塊化多電平變換器(MMC)的交-交變換器拓?fù)鋱D；
[0064] 圖4是是半橋子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0065] 圖5是本發(fā)明的基于模塊化多電平矩陣變換器(M3C)的交-交變換器拓?fù)鋱D；
[0066] 圖6是本發(fā)明的M3C功率鏈結(jié)構(gòu)圖；
[0067] 圖7是本發(fā)明的H橋子模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0068] 圖8是本發(fā)明的控制器框圖；
[0069] 圖9是本發(fā)明的一種抑制HVDC換相失敗的方法的流程圖；
[0070] 圖10是本發(fā)明的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償方法中步驟3的流程示意圖；
[0071] 圖11是本發(fā)明的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償方法中步驟4的流程示意圖。
[00巧其中，I-HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)；2-交流母線；3-受端電網(wǎng)；4-控制器;5-串-并組合補(bǔ)償 器;501-輸出電壓控制單元;502-輸出電流控制單元;503-交換單元;6-交-交電源變換器； 7-串聯(lián)側(cè)變壓器;8-并聯(lián)側(cè)變壓器;9-半橋子模塊;901-功率開關(guān)管；10-并聯(lián)側(cè)模塊化多電 平變換器;C-電容器；11-串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器;1^-電抗器；12-功率鏈；13-H橋子模 塊；14-電壓檢測單元；15-故障判別單元；16-協(xié)調(diào)控制單元；17-內(nèi)環(huán)調(diào)控單元;Sl-第一功 率開關(guān)管;S2-第二功率開關(guān)管;S3-第=功率開關(guān)管;S4-第四功率開關(guān)管。
【具體實(shí)施方式】
[0073] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí) 施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0074] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器的主接線 圖，串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)1交流母線2與受端電網(wǎng)3之間，且串-并聯(lián) 組合補(bǔ)償器5包括交換單元503、相互連接的輸出電壓控制單元501及輸出電流控制單元 502；
[0075] 輸出電壓控制單元501串聯(lián)在逆變側(cè)1交流母線2與受端電網(wǎng)3之間；
[0076] 輸出電流控制單元502并聯(lián)在逆變側(cè)1交流母線2上；
[0077] 輸出電壓控制單元501及輸出電流控制單元502均連接至交換單元503;
[0078] 其中，交換單元503包括交-交電源變換器6及連接至交-交電源變換器6的控制器 4,輸出電壓控制單元501為一個(gè)串聯(lián)側(cè)變壓器7,輸出電流控制單元502為一個(gè)并聯(lián)側(cè)變壓 器8;
[0079] 交-交電源變換器6上設(shè)有=相輸入端及=相輸出端；
[0080] 串聯(lián)側(cè)變壓器7與交-交電源變換器6的=相輸入端連接；
[0081] 并聯(lián)側(cè)變壓器8與交-交電源變換器6的S相輸出端連接；
[0082] 即串-并組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元502通過串聯(lián)側(cè)變壓器7串聯(lián)在直流輸 電系統(tǒng)逆變偵Ul交流母線2與受端電網(wǎng)3之間，串-并組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元502通 過并聯(lián)側(cè)變壓器8并聯(lián)在受端電網(wǎng)3母線上，控制器4控制串-并組合補(bǔ)償器5的交-交電源變 換器6,分別在串聯(lián)變壓器輸出端產(chǎn)生補(bǔ)償電壓和并聯(lián)變壓器輸出端產(chǎn)生補(bǔ)償電流。
[0083] 如圖2所示，本發(fā)明提供一種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器的另一種主 接線圖，
[0084] 其中，輸出電流控制單元502并聯(lián)在受端電網(wǎng)3的母線上；
[0085] 即串-并組合補(bǔ)償器5的輸出電壓控制單元501通過串聯(lián)側(cè)變壓器7串聯(lián)在直流輸 電系統(tǒng)逆變側(cè)1交流母線2與受端交流電網(wǎng)3之間，串-并組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元 502通過并聯(lián)側(cè)變壓器8并聯(lián)在逆變側(cè)1的交流母線2上，控制器4控制串-并組合補(bǔ)償器5的 交-交電源變換器6,分別在串聯(lián)變壓器輸出端產(chǎn)生補(bǔ)償電壓和并聯(lián)變壓器輸出端產(chǎn)生補(bǔ)償 電流。
[0086] 如圖3所示，本發(fā)明提供一種串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器中交-交電源變換器6的一種主接 線圖，交-交電源變換器6包括用直流母線連接的并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器10及串聯(lián)側(cè)模 塊化多電平變換器11;
[0087] 并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器10和串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器11均為=相橋結(jié)構(gòu) 且均包括=相上橋臂和下橋臂；
[0088] 上橋臂和下橋臂均包括半橋子模塊串及電抗器L，半橋子模塊串包括多個(gè)依次串 聯(lián)的半橋子模塊9;
[0089] 上橋臂的電抗器L串聯(lián)在上橋臂的半橋子模塊串的末端，下橋臂的電抗器L串聯(lián)在 下橋臂的半橋子模塊串的首端；
[0090] 上橋臂的電抗器L與下橋臂的電抗器L連接、且各連接點(diǎn)分別為模塊化多電平變換 器交流側(cè)各相的輸入端；
[0091] 上橋臂的半橋子模塊串的首端均與正直流母線連接；
[0092] 下橋臂的半橋子模塊串的末端均與負(fù)直流母線連接；
[0093] 即交-交電源變換器6包括兩臺"背靠背"連接的模塊化多電平變換器(MMC)，其中 并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器10和串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器11通過通過正直流母線連接。 模塊化多電平變換器(MMC)為=相橋結(jié)構(gòu)，包括=相上橋臂和下橋臂，所述橋臂包括N個(gè)半 橋子模塊化BSM)，N個(gè)半橋子模塊皿SM串聯(lián)與電抗器L連接，上橋臂的電抗器L與下橋臂的電 抗器L相連，其連接點(diǎn)作為模塊化多電平變換器(MMC)交流側(cè)一相的輸入端，上橋臂的第一 個(gè)半橋子模塊與正直流母線連接，下橋臂的第N個(gè)半橋子模塊與負(fù)直流母線連接。
[0094] 如圖4所示，半橋子模塊9包括串聯(lián)的兩個(gè)功率開關(guān)管901及電容器C，且電容器C與 兩個(gè)功率開關(guān)管901所在支路并聯(lián)；
[00M]各個(gè)功率開關(guān)管901內(nèi)均設(shè)有反并聯(lián)二極管；
[0096] 其中一個(gè)功率開關(guān)管901的兩端分別為半橋子模塊9的兩個(gè)輸出端；
[0097] 即半橋子模塊9包括2只帶有反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)管901和電容器C，其圖4中 顯示的上功率開關(guān)管和下功率開關(guān)管串聯(lián)之后與電容C并聯(lián)，上或下功率開關(guān)管的兩端為 半橋子模塊的兩個(gè)輸出端。
[0098] 如圖5所示，本發(fā)明提供一種串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器中交-交電源變換器6的另一種主 接線圖，其中，交-交電源變換器6為模塊化多電平矩陣變換器(M3C)，且模塊化多電平矩陣 變換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為3x3矩陣結(jié)構(gòu)；
[0099] 模塊化多電平矩陣變換器(M3C)中設(shè)有九個(gè)M3C功率鏈12,功率鏈12包括依次串聯(lián) 的電抗器L及多個(gè)H橋子模塊13,且功率鏈12的兩端分別為第一輸出端和第二輸出端；
[0100] 如圖6所示，每個(gè)功率鏈12的第一輸出端均與模塊化多電平矩陣變換器(M3C)各相 的輸入端連接，且每個(gè)功率鏈12的第二輸出端均與模塊化多電平矩陣變換器(M3C)各相的 輸出端連接。
[0101] 即功率鏈12由電抗器L與N個(gè)H橋子模塊(FBSMH3串聯(lián)而成，電抗器L的一端為功率 鏈12的第一輸出端，電抗器L的另一端連接第一 H橋子模塊13的第一輸出端，第一 H橋子模塊 13的第二輸出端連接第二子模塊13的第一輸出端，第二子模塊13的第二輸出端連接第=H 橋子模塊13的第一輸出端，W此類推，第(N-1化橋子模塊13的第二輸出端連接到第N個(gè)H橋 子模塊13的第一輸出端，第N個(gè)H橋子模塊13的第二輸出端為功率鏈12的第二輸出端。
[0102] 如圖7所示，H橋子模塊13包括電容器C及兩條功率開關(guān)管支路，且兩條功率開關(guān)管 均與電容器C并聯(lián);一條功率開關(guān)管支路上串聯(lián)有第一功率開關(guān)管Sl和第二功率開關(guān)管S2， 另一條功率開關(guān)管支路上串聯(lián)有第=功率開關(guān)管S3和第四功率開關(guān)管S4;
[0103] 第一功率開關(guān)管Sl的發(fā)射極分別連接至第二功率開關(guān)管S2的集電極及H橋子模塊 13的第一輸出端，且第一功率開關(guān)管Sl的集電極連接電容器C的正極;第二功率開關(guān)管S2的 發(fā)射極連接電容器C的負(fù)極；
[0104] 第=功率開關(guān)管S3的發(fā)射極分別連接至第四功率開關(guān)管S4的集電極及H橋子模塊 13的第二輸出端，且第=功率開關(guān)管S3的集電極連接電容器C的正極，第四功率開關(guān)管S4的 發(fā)射極連接電容器C的負(fù)極；
[0105] 即H橋子模塊13包括4只帶有反并聯(lián)二極管的功率開關(guān)管和電容器C，其中，第一功 率開關(guān)管Sl的發(fā)射極與第二功率開關(guān)管S2集電極連接，并連接所述H橋子模塊的第一輸出 端，第一功率開關(guān)管Sl的集電極連接電容器C的正極，第二功率開關(guān)管S2的發(fā)射極連接電容 器C的負(fù)極；
[0106] 第=功率開關(guān)管S3的發(fā)射極與第四功率開關(guān)管S4集電極連接，并連接所述H橋子 模塊的第二輸出端，第=功率開關(guān)管S3的集電極連接電容器C的正極，第四功率開關(guān)管S4的 發(fā)射極連接電容器C的負(fù)極。
[0107] 如圖8所示，控制器4包括相互通信的電壓檢測單元14、故障判別單元15、協(xié)調(diào)控制 單元16及內(nèi)環(huán)調(diào)控單元17;
[0108] 電壓檢測單元14,用于對HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)1交流母線2電壓和受端電網(wǎng)3電壓進(jìn)行 檢測，得到受端電網(wǎng)3電壓信號；
[0109] 故障判別單元15,用于分析受端電網(wǎng)3電壓信號，并判斷受端電網(wǎng)3是否發(fā)生故障；
[0110] 協(xié)調(diào)控制單元16,用于根據(jù)受端電網(wǎng)3的運(yùn)行狀況，對串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5的輸出 電流控制單元501及輸出電流控制單元502進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成輸出電壓控制單元 501的輸出電壓指令及輸出電流控制單元502的輸出電流無功分量指令；
[0111] 內(nèi)環(huán)調(diào)控單元17,用于根據(jù)輸出電壓指令及輸出電流無功分量指令，分別實(shí)現(xiàn)輸 出電壓控制單元502的輸出電壓控制、輸出電流控制單元503的輸出電流控制、子模塊電容 電壓控制W及功率開關(guān)管901的觸發(fā)控制；
[0112] 即電壓檢測單元14,用于對直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線2電壓和受端電網(wǎng)3電壓 進(jìn)行檢測;故障判別單元15,用于對電壓檢測單元14輸出的S相電壓信號化進(jìn)行分析，判別 受端電網(wǎng)3是否發(fā)生故障；協(xié)調(diào)控制單元16,用于根據(jù)受端電網(wǎng)3的運(yùn)行狀況，對所述串-并 聯(lián)組合補(bǔ)償器5串聯(lián)和輸出電流控制單元502進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成所需的輸出電壓控 制單元501輸出電壓指令A(yù)護(hù)和輸出電流控制單元502輸出電流無功分量指令
[0113] 內(nèi)環(huán)調(diào)控單元17,用于根據(jù)輸出電壓控制單元501的輸出電壓指令A(yù)護(hù)和輸出電 流控制單元502的輸出電流指令無功分量<，各別實(shí)現(xiàn)所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5輸出電壓 控制單元501輸出電壓控制、輸出電流控制單元502輸出電流控制、子模塊電容電壓控制W 及功率開關(guān)管觸發(fā)控制。
[0114] 如圖9所示，本發(fā)明提供一種抑制HVDC換相失敗的方法，方法用設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆 變側(cè)1交流母線2與受端電網(wǎng)3之間的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5實(shí)現(xiàn)，串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5包括 交換單元503、相互連接的輸出電壓控制單元501及輸出電流控制單元502;輸出電壓控制單 元501串聯(lián)在逆變側(cè)1交流母線2與受端電網(wǎng)3之間;輸出電流控制單元502并聯(lián)在逆變側(cè)1交 流母線2上或受端電網(wǎng)3的母線上;輸出電壓控制單元501及輸出電流控制單元502均連接至 交換單元503;
[0115] 交換單元503包括交-交電源變換器6及連接至交-交電源變換器6的控制器4;控制 器4包括相互通信的電壓檢測單元14、故障判別單元15、協(xié)調(diào)控制單元16及內(nèi)環(huán)調(diào)控單元 17;
[0116] 包括如下步驟：
[0117] 步驟1.檢測HVDC系統(tǒng)中逆變側(cè)1交流母線2電壓和受端電網(wǎng)3電壓信號；
[0118] 步驟2.分析逆變側(cè)1交流母線2電壓和受端電網(wǎng)3電壓信號，判斷受端電網(wǎng)3是否發(fā) 生故障；
[0119] 若是，則進(jìn)入步驟3;
[0120] 若否，則進(jìn)入步驟4;
[0121] 步驟3.協(xié)調(diào)控制單元16W補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)受端電網(wǎng)3運(yùn)行狀況和 故障判別單元15的輸出信號，對輸出電壓控制單元501和輸出電流控制單元502進(jìn)行協(xié)調(diào)和 優(yōu)化控制;生成控制指令，進(jìn)入步驟5;
[0122] 步驟4.協(xié)調(diào)控制單元16W補(bǔ)償無功為目標(biāo)，控制輸出電壓控制單元501及輸出電 流控制單元502分別實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償及并聯(lián)無功補(bǔ)償;生成控制指令，進(jìn)入步驟5;
[0123] 步驟5.內(nèi)環(huán)調(diào)控單元17根據(jù)控制指令，分別實(shí)現(xiàn)電壓控制單元501的輸出電壓控 審Ij、輸出電流控制單元502的輸出電流控制、子模塊電容電壓控制W及功率開關(guān)管觸發(fā)控 制。
[0124] 如圖10所示，步驟3包括：
[0125] 3-1.協(xié)調(diào)控制單元16W補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)受端電網(wǎng)故障狀況，對輸 出電壓控制單元501及輸出電流控制單元502的電壓補(bǔ)償量進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化；
[0126] 3-2.協(xié)調(diào)控制單元16對預(yù)設(shè)的交流母線電壓整定值和測量值進(jìn)行比較和運(yùn)算，分 別生成輸出電壓控制單元501的輸出電壓指令信號和輸出電流控制單元502的輸出電流無 功分量指令，進(jìn)入步驟5;
[0127] 即根據(jù)受端電網(wǎng)3運(yùn)行狀況和故障判別單元15的輸出信號，對所述串-并聯(lián)組合補(bǔ) 償器5串聯(lián)和輸出電流控制單元502進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成所需的輸出電壓控制單元 501輸出電壓指令A(yù)lf和輸出電流控制單元502輸出電流無功分量指令/;。
[0128] 其中，當(dāng)受端電網(wǎng)3發(fā)生故障時(shí)，所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5的輸出電壓控制單元 501W補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)受端電網(wǎng)3的故障狀況，對串聯(lián)和輸出電流控制單元 502所提供的電壓補(bǔ)償量進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化，對預(yù)設(shè)的交流母線電壓整定值和測量值進(jìn)行比 較和運(yùn)算，分別生成輸出電壓控制單元501輸出電壓指令信號和和輸出電流控制單元502輸 出電流無功分量指令；
[0129] 當(dāng)受端電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器的輸出電壓控制單元501W補(bǔ)償 無功為目標(biāo)，輸出電壓控制單元501用于補(bǔ)償電網(wǎng)線路阻抗，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償，輸出電流 控制單元502根據(jù)直流輸電系統(tǒng)無功需求，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)無功補(bǔ)償，分別生成輸出電壓控制單元 501輸出電壓指令信號和和輸出電流控制單元502輸出電流無功分量指令。
[0130] 如圖11所示，步驟4包括：
[0131] 4-1.協(xié)調(diào)控制單元16W補(bǔ)償無功為目標(biāo)，輸出電壓控制單元501補(bǔ)償電網(wǎng)線路阻 抗，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償，輸出電流控制單元502根據(jù)HVDC系統(tǒng)無功需求，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)無功補(bǔ)償；
[0132] 4-2.輸出電壓控制單元501及輸出電流控制單元502分別生成輸出電壓指令信號 和電流無功分量指令，進(jìn)入步驟5;
[0133] 即根據(jù)輸出電壓控制單元501的輸出電壓指令A(yù)U*和輸出電流控制單元502的輸 出電流無功分量指令各別實(shí)現(xiàn)輸出電壓控制單元501輸出電壓控制、輸出電流控制單元 502輸出電流控制、子模塊電容C電壓控制W及功率開關(guān)管觸發(fā)控制。
[0134] 本發(fā)明提供第一個(gè)利用串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ) 償方法的具體應(yīng)用例：
[0135] 將所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元502通過部分變壓器8并聯(lián)在受 端電網(wǎng)3母線上，如圖1所示，并且其中所述交-交電源變換器6采用圖3所示的"背靠背"模塊 化多電平變換器(MMC)電路。
[0136] 本發(fā)明提供第二個(gè)利用串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ) 償方法的具體應(yīng)用例：
[0137] 將所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元502通過部分變壓器8并聯(lián)在逆 變側(cè)1的交流母線2上，如圖2所示，并且其中所述交-交電源變換器6采用圖3所示的"背靠 腎'模塊化多電平變換器(MMC)電路。
[013引本發(fā)明提供第S個(gè)利用串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ) 償方法的具體應(yīng)用例：
[0139] 將所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元502通過部分變壓器8并聯(lián)在受 端電網(wǎng)3母線上，如圖1所示，并且其中所述交-交電源變換器6采用圖4所示的模塊化多電平 矩陣變換器M3C電路。
[0140] 本發(fā)明提供第四個(gè)利用串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ) 償方法的具體應(yīng)用例：
[0141] 將所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器5的輸出電流控制單元502通過部分變壓器8并聯(lián)在逆 變側(cè)1的交流母線2上，如圖2所示，并且其中所述交-交電源變換器6采用圖3所示的模塊化 多電平矩陣變換器M3C電路。
[0142] W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對 本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可W對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn) 行修改或者等同替換，而運(yùn)些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在 申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抑制HVDC換相失敗的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償 器設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間，且所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器包括交換 單元、相互連接的輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元； 所述輸出電壓控制單元串聯(lián)在所述逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間； 所述輸出電流控制單元并聯(lián)在所述逆變側(cè)交流母線上或受端電網(wǎng)的母線上； 所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元均連接至所述交換單元。2. 如權(quán)利要求1所述的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述交換單元包括交-交電源 變換器及連接至所述交-交電源變換器的控制器，所述輸出電壓控制單元為一個(gè)串聯(lián)側(cè)變 壓器，所述輸出電流控制單元為一個(gè)并聯(lián)側(cè)變壓器； 所述交-交電源變換器上設(shè)有三相輸入端及三相輸出端； 所述串聯(lián)側(cè)變壓器與所述交-交電源變換器的三相輸入端連接； 所述并聯(lián)側(cè)變壓器與所述交-交電源變換器的三相輸出端連接。3. 如權(quán)利要求2所述的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述交-交電源變換器包括用 直流母線及連接的并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器及串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器； 所述并聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器和串聯(lián)側(cè)模塊化多電平變換器均為三相橋結(jié)構(gòu)且均 包括三相上橋臂和下橋臂； 所述上橋臂和下橋臂均包括半橋子模塊串及電抗器，所述半橋子模塊串包括多個(gè)依次 串聯(lián)的半橋子模塊； 所述上橋臂的電抗器串聯(lián)在所述上橋臂的半橋子模塊串的末端，所述下橋臂的電抗器 串聯(lián)在所述下橋臂的半橋子模塊串的首端； 所述上橋臂的電抗器與所述下橋臂的電抗器連接、且各連接點(diǎn)分別為所述模塊化多電 平變換器交流側(cè)各相的輸入端； 所述上橋臂的半橋子模塊串的首端均與正直流母線連接； 所述下橋臂的半橋子模塊串的末端均與負(fù)直流母線連接。4. 如權(quán)利要求3所述的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述半橋子模塊包括串聯(lián)的 兩個(gè)功率開關(guān)管及電容器，且所述電容器與兩個(gè)所述功率開關(guān)管所在支路并聯(lián)； 所述功率開關(guān)管內(nèi)設(shè)有反并聯(lián)二極管； 其中一個(gè)所述功率開關(guān)管的兩端分別為所述半橋子模塊的兩個(gè)輸出端。5. 如權(quán)利要求2所述的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述交-交電源變換器為模塊 化多電平矩陣變換器，且所述模塊化多電平矩陣變換器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為3x3矩陣結(jié)構(gòu)； 所述模塊化多電平矩陣變換器中設(shè)有九個(gè)功率鏈，所述功率鏈包括依次串聯(lián)的電抗器 及多個(gè)Η橋子模塊，且所述功率鏈的兩端分別為第一輸出端和第二輸出端； 每個(gè)所述功率鏈的第一輸出端均與所述模塊化多電平矩陣變換器各相的輸入端連接， 且每個(gè)所述功率鏈的第二輸出端均與所述模塊化多電平矩陣變換器各相的輸出端連接。6. 如權(quán)利要求5所述的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述Η橋子模塊包括電容器、 及兩條功率開關(guān)管支路，且兩條功率開關(guān)管均與所述電容器并聯(lián);一條所述功率開關(guān)管支 路上串聯(lián)有第一功率開關(guān)管和第二功率開關(guān)管，另一條所述功率開關(guān)管支路上串聯(lián)有第三 功率開關(guān)管和第四功率開關(guān)管； 所述第一功率開關(guān)管的發(fā)射極分別連接至所述第二功率開關(guān)管的集電極及所述Η橋子 模塊的第一輸出端，且所述第一功率開關(guān)管的集電極連接所述電容器的正極;所述第二功 率開關(guān)管的發(fā)射極連接所述電容器的負(fù)極； 所述第三功率開關(guān)管的發(fā)射極分別連接至所述第四功率開關(guān)管的集電極及所述Η橋子 模塊的第二輸出端，且所述第三功率開關(guān)管的集電極連接所述電容器的正極，所述第四功 率開關(guān)管的發(fā)射極連接所述電容器的負(fù)極。7. 如權(quán)利要求2至6任一項(xiàng)所述的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器，其特征在于，所述控制器包括相 互通信的電壓檢測單元、故障判別單元、協(xié)調(diào)控制單元及內(nèi)環(huán)調(diào)控單元； 所述電壓檢測單元，用于對所述HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交流母線電壓和受端電網(wǎng)電壓進(jìn)行檢 測，得到所述受端電網(wǎng)電壓信號； 所述故障判別單元，用于分析所述受端電網(wǎng)電壓信號，并判斷所述受端電網(wǎng)是否發(fā)生 故障； 所述協(xié)調(diào)控制單元，用于根據(jù)所述受端電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，對所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器的 所述輸出電流控制單元及輸出電流控制單元進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化控制，生成所述輸出電壓控制 單元的輸出電壓指令及所述輸出電流控制單元的輸出電流無功分量指令； 所述內(nèi)環(huán)調(diào)控單元，用于根據(jù)所述輸出電壓指令及輸出電流無功分量指令，分別實(shí)現(xiàn) 所述輸出電壓控制單元的輸出電壓控制、所述輸出電流控制單元的輸出電流控制、子模塊 電容電壓控制以及功率開關(guān)管觸發(fā)控制。8. -種抑制HVDC換相失敗的方法，其特征在于，所述方法用設(shè)置在HVDC系統(tǒng)逆變側(cè)交 流母線與受端電網(wǎng)之間的串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器實(shí)現(xiàn)，所述串-并聯(lián)組合補(bǔ)償器包括交換單 元、相互連接的輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元;所述輸出電壓控制單元串聯(lián)在所 述逆變側(cè)交流母線與受端電網(wǎng)之間;所述輸出電流控制單元并聯(lián)在所述逆變側(cè)交流母線上 或受端電網(wǎng)的母線上;所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元均連接至所述交換單 元;所述交換單元包括交-交電源變換器及連接至所述交-交電源變換器的控制器;所述控 制器包括相互通信的電壓檢測單元、故障判別單元、協(xié)調(diào)控制單元及內(nèi)環(huán)調(diào)控單元； 所述方法包括如下步驟： 步驟1.所述電壓檢測單元檢測所述HVDC系統(tǒng)中逆變側(cè)交流母線電壓和受端電網(wǎng)電壓 信號； 步驟2.所述故障判別單元分析所述逆變側(cè)交流母線電壓和受端電網(wǎng)電壓信號，判斷所 述受端電網(wǎng)是否發(fā)生故障； 若是，則進(jìn)入步驟3; 若否，則進(jìn)入步驟4; 步驟3.所述協(xié)調(diào)控制單元以補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)所述受端電網(wǎng)運(yùn)行狀況和 所述故障判別單元的輸出信號，對所述輸出電壓控制單元和輸出電流控制單元進(jìn)行協(xié)調(diào)和 優(yōu)化控制;生成控制指令，進(jìn)入步驟5; 步驟4.所述協(xié)調(diào)控制單元以補(bǔ)償無功為目標(biāo)，控制所述輸出電壓控制單元及輸出電流 控制單元分別實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償及并聯(lián)無功補(bǔ)償;生成控制指令，進(jìn)入步驟5; 步驟5.所述內(nèi)環(huán)調(diào)控單元根據(jù)所述控制指令，分別實(shí)現(xiàn)所述電壓控制單元的輸出電壓 控制、所述輸出電流控制單元的輸出電流控制、子模塊電容電壓控制以及功率開關(guān)管觸發(fā) 控制。9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟3包括： 3-1.所述協(xié)調(diào)控制單元以補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落為目標(biāo)，根據(jù)所述受端電網(wǎng)故障狀況，對 所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元的電壓補(bǔ)償量進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化； 3- 2.所述協(xié)調(diào)控制單元對預(yù)設(shè)的交流母線電壓整定值和測量值進(jìn)行比較和運(yùn)算，分別 生成所述輸出電壓控制單元的輸出電壓指令信號和所述輸出電流控制單元的輸出電流無 功分量指令，進(jìn)入步驟5。10. 如權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述步驟4包括： 4- 1.所述協(xié)調(diào)控制單元以補(bǔ)償無功為目標(biāo)，所述輸出電壓控制單元補(bǔ)償電網(wǎng)線路阻 抗，實(shí)現(xiàn)串聯(lián)無功補(bǔ)償，所述輸出電流控制單元根據(jù)HVDC系統(tǒng)無功需求，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)無功補(bǔ) 償； 4-2.所述輸出電壓控制單元及輸出電流控制單元分別生成輸出電壓指令信號和電流 無功分量指令，進(jìn)入步驟5。
【文檔編號】H02J3/18GK105826924SQ201610164438
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】王軒, 李鵬, 武丹, 石浩, 付永生, 燕翚, 王廣柱, 歐朱建, 潘愛強(qiáng)
【申請人】中電普瑞科技有限公司, 南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)上海市電力公司, 國家電網(wǎng)公司, 山東大學(xué)