一種適用于mmc柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，包括以下步驟：確定三級(jí)過壓控制保護(hù)定值；對(duì)第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；對(duì)MMC柔性直流子模塊進(jìn)行過壓控制保護(hù)。本發(fā)明提供一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，適用于大容量模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)對(duì)子模塊過電壓控制保護(hù)，通過閥基控制器、子模塊控制器及擊穿二極管保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊過壓故障的三級(jí)保護(hù)，保證過壓故障子模塊安全旁路及整個(gè)模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行。
【專利說明】—種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保護(hù)方法，具體涉及一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)，主要由多個(gè)子模塊串并聯(lián)組成的。每個(gè)子模塊由電容器、急速真空開關(guān)、IGBT、SCR、取能電源等組成；每個(gè)子模塊控制器通過光纖和上級(jí)閥基控制器通訊，接收閥基控制器對(duì)子模塊的控制命令的同時(shí)上傳子模塊的狀態(tài)，通過閥基控制器和子模塊控制器協(xié)同控制完成對(duì)子模塊的控制。
[0003]由于現(xiàn)在制作工藝的限制，大容量柔性直流輸系統(tǒng)子模塊當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重過壓故障時(shí)電容器的和IGBT的兩端所承受的電壓非常接近器件的極限值，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起IGBT、電容器的爆炸。此外，單個(gè)子模塊本身原因引起的故障時(shí)，為了避免故障子模塊影響整個(gè)直流系統(tǒng)正常運(yùn)行，故障子模塊將通過急速真空開關(guān)旁路掉；有些系統(tǒng)故障，如系統(tǒng)震蕩環(huán)流失效等，需要將所有子模塊閉鎖，然后動(dòng)態(tài)的將子模塊的過壓保護(hù)值提高，以避免子模塊誤旁路引起更大的系統(tǒng)故障。
[0004]子模塊在正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，由于功率傳輸、電容電壓平衡控制效果、測量誤差和控制系統(tǒng)計(jì)算誤差等因素也會(huì)已經(jīng)子模塊電壓波動(dòng)，因此設(shè)定閥基控制器、子模塊控制器和硬件保護(hù)的過壓保護(hù)定值時(shí)應(yīng)考慮到這些正常的電壓波動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，適用于大容量模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)對(duì)子模塊過電壓控制保護(hù)，通過閥基控制器、子模塊控制器及擊穿二極管保護(hù)實(shí)現(xiàn)對(duì)子模塊過壓故障的三級(jí)保護(hù)，保證過壓故障子模塊安全旁路及整個(gè)模塊化多電平柔性直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟1:確定三級(jí)過壓控制保護(hù)定值；
[0009]步驟2:對(duì)第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；
[0010]步驟3:對(duì)MMC柔性直流子模塊進(jìn)行過壓控制保護(hù)。
[0011]所述步驟I中的三級(jí)過壓控制保護(hù)定值包括第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值、第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值。
[0012]所述第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值、第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值分別對(duì)應(yīng)閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)和擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
[0013]根據(jù)子模塊正常運(yùn)行時(shí)電壓波動(dòng)及通訊時(shí)延確定所述第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值；通過確保閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)到擊穿二極管過壓控制保護(hù)的保護(hù)水平依次遞增且須保持級(jí)差及器件的過壓極限值，確定第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值。
[0014]所述步驟2中，閥基控制器及子模塊控制器的協(xié)同控制引起子模塊過壓故障原因包括子模塊過壓故障和MMC系統(tǒng)故障；檢測到由于所述MMC系統(tǒng)故障引起的子模塊過壓時(shí)，閉鎖所有子模塊，動(dòng)態(tài)調(diào)整第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值。
[0015]所述步驟3包括以下步驟:
[0016]步驟3-1:進(jìn)行閥基控制器過壓控制保護(hù)；
[0017]步驟3-2:進(jìn)行子模塊控制器過壓控制保護(hù)；
[0018]步驟3-3:進(jìn)行擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
[0019]所述步驟3-1中，閥基控制器實(shí)時(shí)檢測MMC系統(tǒng)是否發(fā)生MMC系統(tǒng)故障，當(dāng)檢測到發(fā)生MMC系統(tǒng)故障時(shí)，關(guān)閉閥基控制器過壓控制保護(hù)；當(dāng)MMC系統(tǒng)未發(fā)生MMC系統(tǒng)故障，閥基控制器監(jiān)測到單個(gè)子模塊發(fā)生過壓故障時(shí)，則旁路故障子模塊。
[0020]所述步驟3-2中，子模塊控制器過壓控制保護(hù)由子模塊內(nèi)部的控制器完成，所述子模塊塊控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測是否發(fā)生MMC系統(tǒng)故障；當(dāng)檢測到發(fā)生MMC系統(tǒng)故障時(shí)，子模塊控制器動(dòng)態(tài)的將所述第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值提高；當(dāng)檢測到子模塊電壓高于子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值時(shí)，則旁路過壓子模塊。
[0021]所述步驟3-3中，檢測到子模塊的電壓高于所述第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值時(shí)，旁路過壓子模塊，完成擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1.對(duì)子模塊過壓故障有包括閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)和擊穿二極管過壓控制保護(hù)共三級(jí)過壓控制保護(hù)，可快速、準(zhǔn)確的旁路過壓故障的子模塊，即使在閥基控制器過壓控制保護(hù)和子模塊控制器過壓控制保護(hù)同時(shí)出錯(cuò)的情況下，最后擊穿二極管過壓控制保護(hù)可以確保旁路有過壓故障的子模塊；
[0024]2.通過閥基控制器及子模塊控制器的協(xié)同控制可以區(qū)分子模塊過壓故障的原因，可以將子模塊的過壓故障原因分成子模塊過壓故障和MMC系統(tǒng)故障，根據(jù)引起子模塊過壓故障類型不同動(dòng)態(tài)調(diào)整子模塊過壓保護(hù)定值；
[0025]3.可以快速旁路由于子模塊本身故障引起過壓的子模塊；同時(shí)在由于MMC系統(tǒng)故障引起的子模塊過壓時(shí)，動(dòng)態(tài)調(diào)整子模塊過壓保護(hù)定值，以避免子模塊誤旁路引起更大的系統(tǒng)故障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法流程圖；
[0027]圖2是三級(jí)過壓控制保護(hù)定值示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0029]如圖1，本發(fā)明提供一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，所述方法包括以下步驟:[0030]步驟1:確定三級(jí)過壓控制保護(hù)定值；
[0031]步驟2:對(duì)第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；
[0032]步驟3:對(duì)MMC柔性直流子模塊進(jìn)行過壓控制保護(hù)。
[0033]如圖2，所述步驟I中的三級(jí)過壓控制保護(hù)定值包括第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值、第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值。
[0034]所述第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值、第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值分別對(duì)應(yīng)閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)和擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
[0035]閥基控制器過壓保護(hù)是第一級(jí)保護(hù)水平，用于根據(jù)系統(tǒng)故障類型確定閉鎖/旁路換流閥子模塊；子模塊控制器過壓保護(hù)是第一級(jí)閥基控制器過壓保護(hù)的后備保護(hù)，用于快速旁路換流閥子模塊；而擊穿二極管過壓保護(hù)則是子模塊的最后一級(jí)保護(hù)，也用于前兩級(jí)保護(hù)失效后快速旁路故障子模塊。
[0036]根據(jù)子模塊正常運(yùn)行時(shí)電壓波動(dòng)及通訊時(shí)延確定所述第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值；通過確保閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)到擊穿二極管過壓控制保護(hù)的保護(hù)水平依次遞增且須保持級(jí)差及器件的過壓極限值，確定第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值。
[0037]所述步驟2中，閥基控制器及子模塊控制器的協(xié)同控制引起子模塊過壓故障原因包括子模塊過壓故障和MMC系統(tǒng)故障；檢測到由于所述MMC系統(tǒng)故障引起的子模塊過壓時(shí)，閉鎖所有子模塊，動(dòng)態(tài)調(diào)整第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值。
[0038]所述步驟3包括以下步驟:
[0039]步驟3-1:進(jìn)行閥基控制器過壓控制保護(hù)；
[0040]步驟3-2:進(jìn)行子模塊控制器過壓控制保護(hù)；
[0041]步驟3-3:進(jìn)行擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
[0042]所述步驟3-1中，閥基控制器實(shí)時(shí)檢測MMC系統(tǒng)是否發(fā)生MMC系統(tǒng)故障，當(dāng)檢測到發(fā)生MMC系統(tǒng)故障時(shí)，關(guān)閉閥基控制器過壓控制保護(hù)；當(dāng)MMC系統(tǒng)未發(fā)生MMC系統(tǒng)故障，閥基控制器監(jiān)測到單個(gè)子模塊發(fā)生過壓故障時(shí)，則旁路故障子模塊。
[0043]所述步驟3-2中，子模塊控制器過壓控制保護(hù)由子模塊內(nèi)部的控制器完成，所述子模塊塊控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測是否發(fā)生MMC系統(tǒng)故障；當(dāng)檢測到發(fā)生MMC系統(tǒng)故障時(shí)，子模塊控制器動(dòng)態(tài)的將所述第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值提高；當(dāng)檢測到子模塊電壓高于子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值時(shí)，則旁路過壓子模塊。
[0044]所述步驟3-3中，檢測到子模塊的電壓高于所述第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值時(shí)，旁路過壓子模塊，完成擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
[0045]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)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)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:確定三級(jí)過壓控制保護(hù)定值； 步驟2:對(duì)第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整； 步驟3:對(duì)MMC柔性直流子模塊進(jìn)行過壓控制保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟I中的三級(jí)過壓控制保護(hù)定值包括第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值、第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值、第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值分別對(duì)應(yīng)閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)和擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:根據(jù)子模塊正常運(yùn)行時(shí)電壓波動(dòng)及通訊時(shí)延確定所述第一級(jí)閥基控制器過壓控制保護(hù)定值；通過確保閥基控制器過壓控制保護(hù)、子模塊控制器過壓控制保護(hù)到擊穿二極管過壓控制保護(hù)的保護(hù)水平依次遞增且須保持級(jí)差及器件的過壓極限值，確定第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值和第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟2中，閥基控制器及子模塊控制器的協(xié)同控制引起子模塊過壓故障原因包括子模塊過壓故障和MMC系統(tǒng)故障；檢測到由于所述MMC系統(tǒng)故障引起的子模塊過壓時(shí)，閉鎖所有子模塊，動(dòng)態(tài)調(diào)整第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟3包括以下步驟: 步驟3-1:進(jìn)行閥基控制器過壓控制保護(hù)； 步驟3-2:進(jìn)行子模塊控制器過壓控制保護(hù)； 步驟3-3:進(jìn)行擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟3-1中，閥基控制器實(shí)時(shí)檢測MMC系統(tǒng)是否發(fā)生MMC系統(tǒng)故障，當(dāng)檢測到發(fā)生MMC系統(tǒng)故障時(shí)，關(guān)閉閥基控制器過壓控制保護(hù)；當(dāng)MMC系統(tǒng)未發(fā)生MMC系統(tǒng)故障，閥基控制器監(jiān)測到單個(gè)子模塊發(fā)生過壓故障時(shí)，則旁路故障子模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟3-2中，子模塊控制器過壓控制保護(hù)由子模塊內(nèi)部的控制器完成，所述子模塊塊控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測是否發(fā)生MMC系統(tǒng)故障；當(dāng)檢測到發(fā)生MMC系統(tǒng)故障時(shí)，子模塊控制器動(dòng)態(tài)的將所述第二級(jí)子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值提高；當(dāng)檢測到子模塊電壓高于子模塊控制器過壓控制保護(hù)定值時(shí)，則旁路過壓子模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于MMC柔性直流子模塊過壓控制保護(hù)方法，其特征在于:所述步驟3-3中，檢測到子模塊的電壓高于所述第三級(jí)擊穿二極管過壓控制保護(hù)定值時(shí)，旁路過壓子模塊，完成擊穿二極管過壓控制保護(hù)。
【文檔編號(hào)】H02H7/12GK103730880SQ201310652324
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】湯廣福, 客金坤, 李強(qiáng), 馮靜波, 鄧衛(wèi)華, 呂錚 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司