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Prevention control method of subsequent commutation failure for LCC-HVDC under grid fault
International Transactions on Electrical Energy Systems ( IF 1.9 ) Pub Date : 2021-07-20 , DOI: 10.1002/2050-7038.13021 Jinxin Ouyang 1 , Junjun Ye 1 , Zhen Zhang 1 , Yanbo Diao 2
International Transactions on Electrical Energy Systems ( IF 1.9 ) Pub Date : 2021-07-20 , DOI: 10.1002/2050-7038.13021 Jinxin Ouyang 1 , Junjun Ye 1 , Zhen Zhang 1 , Yanbo Diao 2
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Commutation failure (CF) can easily occur in line-commutated converter-based high-voltage direct current (LCC-HVDC), which causes the renewable energy tripping off from grid and cascading failures. Given that the first CF (FCF) can be hardly avoided, suppressing subsequent CF (SCF) becomes the key to ensuring the safe operation of large-scale AC/DC hybrid power grids. The advanced control through predicting CF is the most effective method to suppress CF or reduce the bad influence of CF. However, the existing prevention control is implemented according to the FCF prediction. The effects are limited. The unreliable trigger of prevention control can even become the driving force for SCF. Therefore, a new idea of SCF prevention control is proposed. The impact of the firing angle on the reactive power characteristics of the inverter station are demonstrated. The calculation methods of SCF threshold voltage considering the controllers response of inverter station is derived and the firing angle adjustment considering the fault severity are proposed. Thus, the SCF prevention control (SCFPREV) realized by the scientific SCF prediction and accurate adjustment of firing angle is proposed. The effectiveness of SCFPREV is verified through the CIGRE Benchmark HVDC model, and the simulation results demonstrate that the commutation voltage recovery characteristics can be remarkably improved, and the SCF can be avoided by SCFPREV.
中文翻译：
电网故障下LCC-HVDC后续换相失败的预防控制方法
换相故障（CF）很容易发生在基于线路换相转换器的高压直流（LCC-HVDC）中，这会导致可再生能源从电网中跳闸和级联故障。鉴于第一次CF（FCF）难以避免，抑制后续CF（SCF）成为保障大型交直流混合电网安全运行的关键。通过预测CF进行高级控制是抑制CF或减少CF不良影响的最有效方法。但是，现有的预防控制是根据FCF预测来实施的。效果是有限的。预防控制的不可靠触发甚至可以成为 SCF 的驱动力。因此，提出了SCF预防控制的新思路。论证了点火角对逆变站无功特性的影响。推导了考虑逆变站控制器响应的SCF阈值电压计算方法，提出了考虑故障严重程度的触发角调整方法。因此，提出了通过科学的SCF预测和精确调整触发角来实现SCF预防控制（SCFPREV）。通过 CIGRE Benchmark HVDC 模型验证了 SCFPREV 的有效性，仿真结果表明，可以显着改善换相电压恢复特性，并且 SCFPREV 可以避免 SCF。推导了考虑逆变站控制器响应的SCF阈值电压计算方法，提出了考虑故障严重程度的触发角调整方法。因此，提出了通过科学的SCF预测和精确调整触发角来实现SCF预防控制（SCFPREV）。通过 CIGRE Benchmark HVDC 模型验证了 SCFPREV 的有效性，仿真结果表明，可以显着改善换相电压恢复特性，并且 SCFPREV 可以避免 SCF。推导了考虑逆变站控制器响应的SCF阈值电压计算方法，提出了考虑故障严重程度的触发角调整方法。因此，提出了通过科学的SCF预测和精确调整触发角来实现SCF预防控制（SCFPREV）。通过 CIGRE Benchmark HVDC 模型验证了 SCFPREV 的有效性，仿真结果表明，可以显着改善换相电压恢复特性，并且 SCFPREV 可以避免 SCF。
更新日期：2021-09-16
中文翻译：
电网故障下LCC-HVDC后续换相失败的预防控制方法
换相故障（CF）很容易发生在基于线路换相转换器的高压直流（LCC-HVDC）中，这会导致可再生能源从电网中跳闸和级联故障。鉴于第一次CF（FCF）难以避免，抑制后续CF（SCF）成为保障大型交直流混合电网安全运行的关键。通过预测CF进行高级控制是抑制CF或减少CF不良影响的最有效方法。但是，现有的预防控制是根据FCF预测来实施的。效果是有限的。预防控制的不可靠触发甚至可以成为 SCF 的驱动力。因此，提出了SCF预防控制的新思路。论证了点火角对逆变站无功特性的影响。推导了考虑逆变站控制器响应的SCF阈值电压计算方法，提出了考虑故障严重程度的触发角调整方法。因此，提出了通过科学的SCF预测和精确调整触发角来实现SCF预防控制（SCFPREV）。通过 CIGRE Benchmark HVDC 模型验证了 SCFPREV 的有效性，仿真结果表明，可以显着改善换相电压恢复特性，并且 SCFPREV 可以避免 SCF。推导了考虑逆变站控制器响应的SCF阈值电压计算方法，提出了考虑故障严重程度的触发角调整方法。因此，提出了通过科学的SCF预测和精确调整触发角来实现SCF预防控制（SCFPREV）。通过 CIGRE Benchmark HVDC 模型验证了 SCFPREV 的有效性，仿真结果表明，可以显着改善换相电压恢复特性，并且 SCFPREV 可以避免 SCF。推导了考虑逆变站控制器响应的SCF阈值电压计算方法，提出了考虑故障严重程度的触发角调整方法。因此，提出了通过科学的SCF预测和精确调整触发角来实现SCF预防控制（SCFPREV）。通过 CIGRE Benchmark HVDC 模型验证了 SCFPREV 的有效性，仿真结果表明，可以显着改善换相电压恢复特性，并且 SCFPREV 可以避免 SCF。
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