一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法，其特征在于，所述方法包括對多種數(shù)據(jù)源依次進行分環(huán)節(jié)實測和整體校核兩個步驟，所述分環(huán)節(jié)實測依據(jù)特高壓直流模型的特點，將控制模塊解耦，一個模塊的參數(shù)根據(jù)一項試驗數(shù)據(jù)實測得到；所述整體校核用故障擾動數(shù)據(jù)，校核電流控制的積分時間常數(shù)Ti_I，和低壓限流控制模塊的參數(shù)，同時從整體特性上校核其他各環(huán)節(jié)參數(shù)；所述多數(shù)據(jù)源包括實際電網(wǎng)試驗、實際控保聯(lián)調(diào)試驗和控保數(shù)字模型仿真。本發(fā)明提升了直流輸電仿真建模技術(shù)水平，解決了特高壓直流仿真計算參數(shù)的確定缺乏依據(jù)的問題，填補技術(shù)空白。
【專利說明】
一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真與建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參 數(shù)實測和校核方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 特高壓直流工程連續(xù)投運，交直流系統(tǒng)相互影響作用顯著。特高壓直流的暫態(tài)特 性與其計算參數(shù)關(guān)系緊密，因此通過一定的方法獲取準確的計算參數(shù)對特高壓直流的機電 暫態(tài)仿真具有重要意義。目前國內(nèi)電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行計算中廣泛使用的特高壓直流模型 是基于實際工程的控制特性建模的，具有普遍適用性。然而，模型所使用的計算參數(shù)卻仍為 一套典型參數(shù)，不能夠體現(xiàn)不同直流工程之間的差異性，影響了交直流電網(wǎng)計算的準確性。 主要的限制在于沒有一套完整可行的參數(shù)獲取方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和 校核方法。本發(fā)明提升了直流輸電仿真建模技術(shù)水平，解決了特高壓直流仿真計算參數(shù)的 確定缺乏依據(jù)的問題，填補技術(shù)空白。
[0004] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0005] -種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法，所述方法包括對多種數(shù)據(jù)源依次 進行分環(huán)節(jié)實測和整體校核兩個步驟，所述分環(huán)節(jié)實測依據(jù)特高壓直流模型的特點，將控 制模塊解耦，一個模塊的參數(shù)根據(jù)一項試驗數(shù)據(jù)實測得到;所述整體校核用故障擾動數(shù)據(jù)， 校核電流控制的積分時間常數(shù)Ti_I，和低壓限流控制模塊的參數(shù)，同時從整體特性上校核 其他各環(huán)節(jié)參數(shù);所述多數(shù)據(jù)源包括實際電網(wǎng)試驗、實際控保聯(lián)調(diào)試驗和控保數(shù)字模型仿 真。
[0006] 優(yōu)選的，所述分環(huán)節(jié)實測包括如下步驟：
[0007] 步驟1-1、根據(jù)直流電流階躍試驗數(shù)據(jù)，實測電流控制模塊參數(shù)；
[0008] 步驟1-2、根據(jù)直流電壓階躍試驗數(shù)據(jù)，實測電壓控制模塊參數(shù)Kp_V，Ti_V;
[0009] 步驟1-3、根據(jù)整流側(cè)換流母線三相瞬時性短路試驗數(shù)據(jù)，實測整流側(cè)最小觸發(fā)角 控制模塊參數(shù)Kl_ra，K2_ra，Cdl，D1，Decr;
[0010] 步驟1-4、根據(jù)逆變側(cè)換流母線三相瞬時性短路試驗數(shù)據(jù)，實測換相失敗預測模塊 參數(shù) K_cf，G_cf，Tdn_cf;
[0011] 步驟1-5、根據(jù)直流線路短路試驗數(shù)據(jù)，實測重啟動控制模塊參數(shù)Alpha_Ret，Th_ ret,Alpha-Res，Th-Res ο
[0012] 優(yōu)選的，所述整體校核包括如下步驟：
[0013] 步驟2-1、校核電流控制模塊的積分時間常數(shù)Ti_I，通過比較逆變測換流母線三相 瞬時性短路試驗條件下的直流電流動態(tài)變化曲線，增大或減小Ti_I以使直流電流的變化趨 勢吻合；
[0014] 步驟2-2、校核低壓限流控制模塊的5個參數(shù)，所述參數(shù)包括:低壓閾值Udlow、高壓 閾值Udhigh、上升時間常數(shù)Tup、下降時間常數(shù)Tdn和最小電流Iomin;通過比較逆變測換流 母線三相瞬時性短路試驗條件下的低壓限流輸出I cilim和直流換流器吸收的無功Qhvd。，獲得 低壓限流控制模塊參數(shù)的數(shù)值。[0015] 優(yōu)選的，所述步驟1-1中，所述電流控制模塊進行電流指令階躍試驗，階躍量ΔΙ。， 階躍瞬間，根據(jù)電流偏差增益值Idiff與電流偏差I(lǐng)d-I。的變化量確定參數(shù)Gain:[0016]Cl)[0017]式中：Δ Id為直流電流的增量，Δ I。為直流電流指令的增量，Δ Idiff為直流電流與 指令的偏差增量，Gain為電流控制總增益；[0018] 由于階躍瞬時，直流電流不能突變，有AId = 〇,故：[0019](2)[0020] -次試驗有向下、向上兩次階躍，根據(jù)兩次實測值取平均即為最終的參數(shù)Gain，如下：[0021][0022](3)[0023][0024]4[0025][0026]<5>[0027]式中，Δ Idiffdn為向下階躍時直流電流與指令的偏差增量，Δ Idiffup為向上階躍時 直流電流與指令的偏差增量；[0028] 階躍瞬間，根據(jù)ai_P確定Kp_I:[0029](6)[0030] 式中：ai_P為電流控制模塊比例支路的輸出角度，α廣1為階躍前電流控制模塊輸出 的觸發(fā)角指令，Κρ_Ι為電流控制比例增益；[0031] 向下階躍時：[0032]




[0033]向上階躍時： (7)
[0034]
C8；
[0035]
[0036] C9)
[0037] 式中，ai_PdA向下階躍時電流控制模塊比例支路的輸出角度，ai_P up為向上階躍 時電流控制模塊比例支路的輸出角度，Kp_Idn為向下階躍時電流控制比例增益，Kp_I up為向 上階躍時電流控制比例增益。
[0038] 10.優(yōu)選的，所述步驟1-2中，所述電壓控制模塊進行電壓指令階躍試驗，階躍量Δ Udrrf，忽略積分環(huán)節(jié)的變化，且直流電壓不突變，故根據(jù)輸出觸發(fā)角的變化量△ av與電壓指 令的變化量Δ Udref確定Kp_V:
[0039] (10)
[0040] :角度的增量，A Udrrf為直流電壓指令的增 量；
[0041] ：
[0042] CU)
[0043]
[0044] (12)
[0045]
[0046] (13)
[0047]式中，Aavdn為向下階躍時電壓控制模塊的輸出觸發(fā)角度的增量，AavupS向上階 躍時電壓控制模塊的輸出觸發(fā)角度的增量;將電壓控制積分時間常數(shù)Ti_vS置為直流工程 設(shè)計值，逐步調(diào)整Ti_v，當模型的仿真曲線與實測曲線吻合程度最佳時，則確定Ti_V。
[0048] 優(yōu)選的，所述步驟1-3中，所述整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊進行整流側(cè)換流母線三 相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使得故障期間整流側(cè)換流母線電壓跌落幅度逐步 增大，根據(jù)整流最小觸發(fā)角控制模塊的輸出角度a rami變化實測Kl_ra、K2_ra、Cdl、D1，當故 障期間母線電壓等于設(shè)定電壓值UaCTl時，Ct raml由零出現(xiàn)第一級輸出角度Ct1，則：
[0049] Kl _ra = Uacr(HJacri (14)
[0050] 式中：Um時為故障前的初始換流母線電壓，Kl_ra為該模塊啟動的第一級交流母 線電壓閾值；
[0051] 當障期間母線電壓等于設(shè)定電壓值Uac2時，araml*ai增加為第二級輸出角度 〇2，則：
[0052] K2_ra = UacrO-Uacr2 (15)
[0053] 式中，K2_ra為該模塊啟動的第二級交流母線電壓閾值；
[0054] 相應的有：
[0055] Cdl=Qi (16)
[0056] Dl=Q2 (17)
[0057] 式中，Cdl為第一級角度置位值;Dl為第二級角度置位值；
[0058] 一種特殊情況是，金屬性短路araml僅有一級輸出Ct1，SPa2 = Ct1，有：
[0059] K2_ra=Kl_ra (18)
[0060] Dl = Cdl=Qi (19)
[00611將輸出角下降速率Decr設(shè)為工程設(shè)計值，逐步調(diào)整Decr的大小，當模型的仿真曲 線的arami與實測曲線最為吻合時，則確定Deer。
[0062] 優(yōu)選的，所述步驟1-4中，所述換相失敗預測模塊進行逆變側(cè)換流母線三相瞬時性 短路試驗，逐步減小故障電阻，使故障期間換流母線電壓跌落幅度逐步增大，根據(jù)換相失敗 預測模塊的輸出角度Aa變化實測1(_(^和6_(^，當故障期間母線電壓IW等于IW 1時，Δα由 零出現(xiàn)正值，有：
[0063] K_Cf =I-(UaciO-Uacil) (20)
[0064] 式中:Uac^為換流母線初始電壓，K_cf為環(huán)節(jié)啟動的交流電壓閾值；
[0065] 甚Λ Π龍冊暗；MSfm的爲，丨、值為A1，有：
[0066] (2:1)
[0067] 式中，G_cf為環(huán)節(jié)電壓增益;將1(_(^、6_(^代入模型，進行相同的短路故障，將角度 下降時間常數(shù)Tdn_rf設(shè)為工程設(shè)計值，逐步調(diào)整T dn_rf的大小，當模型的仿真曲線的Δα與實 測曲線最為吻合時，則確定Tdn+rf。
[0068] 優(yōu)選的，所述步驟1-5中，所述重啟動控制模塊進行直流線路瞬時性短路試驗，若 整流側(cè)觸發(fā)角α的第一級輸出Saldc;f，維持時間T ldrf，第二級輸出為α2(Μ，維持時間T2drf，有：
[0069] (22)
[0070] 式中，Alpha_Ret為移相角度，Th_Ret為移相時間，Alpha_Res為重啟動角度，Th_ Res為重啟動保持時間。
[0071] 優(yōu)選的，所述步驟2-1包括如下步驟：
[0072] 步驟2-1-1、比較下降段的起始時刻。和上升段的終止時刻t4,若仿真曲線較實測 曲線超前，t4滯后，則減小參數(shù)高壓閾值Udhigh，反之增大；
[0073] 步驟2-1-2、比較下降段的終止時刻〖2和上升段的起始時刻t3,若仿真曲線較實測 曲線t 2超前，t3滯后，則減小參數(shù)低壓閾值Udlow，反之增大；
[0074]步驟2-1-3、調(diào)整參數(shù)Udhigh與Udlow后，比較下降段的斜率kdn，若仿真曲線較實測 曲線平緩，則減小參數(shù)下降時間常數(shù)Tdn，反之增大；
[0075]步驟2-1-4、調(diào)整參數(shù)Udhigh與Udlow后，比較上升段的斜率kup，若仿真曲線較實測 曲線平緩，則減小參數(shù)上升時間常數(shù)Tup，反之增大。
[0076] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0077] 本發(fā)明提供的特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法，提升了直流輸電仿真建 模技術(shù)水平，解決了特高壓直流仿真計算參數(shù)的確定缺乏依據(jù)的問題，填補技術(shù)空白；
[0078] 本發(fā)明與特高壓直流仿真模型相結(jié)合，為特高壓直流系統(tǒng)的工程設(shè)計，以及含有 特高壓直流的交直流電網(wǎng)的規(guī)劃、運行提供了仿真手段與技術(shù)支撐。
【附圖說明】
[0079] 圖1是本發(fā)明提供的一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法的流程圖
[0080] 圖2是本發(fā)明提供的電流控制模塊邏輯框圖；
[0081]圖3是本發(fā)明提供的電壓控制模塊邏輯框圖；
[0082]圖4是本發(fā)明提供的整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊邏輯框圖；
[0083]圖5是本發(fā)明提供的換相失敗預測模塊邏輯框圖；
[0084] 圖6是本發(fā)明提供的低壓限流控制模塊輸出示意圖；
[0085] 圖7是本發(fā)明提供的電流控制模塊Idlff信號錄波；
[0086] 圖8是本發(fā)明提供的電流控制模塊αι_Ρ信號錄波；
[0087] 圖9是本發(fā)明提供的電流控制模塊〇1信號錄波；
[0088] 圖10是本發(fā)明提供的向下階躍時電壓控制模塊αν信號錄波(局部）；
[0089] 圖11是本發(fā)明提供的向上階躍時電壓控制模塊αν信號錄波(局部）；
[0090] 圖12是本發(fā)明提供的直流電壓仿真與試驗曲線比較；
[0091] 圖13是本發(fā)明提供的整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊輸出試驗曲線；
[0092] 圖14是本發(fā)明提供的整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊輸出仿真與試驗曲線對比；
[0093]圖15是本發(fā)明提供的換相失敗預測模塊輸出試驗曲線；
[0094] 圖16是本發(fā)明提供的換相失敗預測模塊輸出仿真與試驗曲線對比；
[0095] 圖17是本發(fā)明提供的重啟動控制模塊輸出試驗曲線；
[0096] 圖18是本發(fā)明提供的直流電流仿真與試驗曲線對比(Ti_I = 0.009);
[0097] 圖19是本發(fā)明提供的低壓限流控制模塊輸出仿真與試驗曲線對比(校核前參數(shù)）；
[0098] 圖20是本發(fā)明提供的低壓限流控制模塊輸出仿真與試驗曲線對比(校核后參數(shù)）。
【具體實施方式】
[0099]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0100] 基于目前電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行計算所使用的特高壓直流模型，根據(jù)需求提取其中 需要實測校核的參數(shù)。該模型對特高壓直流工程實際的控制系統(tǒng)進行簡化、等效，依據(jù)機電 暫態(tài)仿真需求進行轉(zhuǎn)化，包括主控制模塊、低壓限流控制模塊、電流控制模塊、電壓控制模 塊、熄弧角控制模塊、整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊、換相失敗預測模塊、電壓恢復控制模塊 和重啟動控制模塊。其中，需要確定動態(tài)參數(shù)的模塊有：電流控制模塊、電壓控制模塊、整流 側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊、換相失敗預測模塊、低壓限流控制模塊和重啟動控制模塊。參數(shù)列 表如表1所不。
[0101] 表1特高壓直流模型計算參數(shù)列表
[0104] 如圖1所示，為特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法，步驟如下：
[0105] -是分環(huán)節(jié)實測。根據(jù)模型特性，將上述模塊解耦，一個模塊的參數(shù)根據(jù)一項試驗 數(shù)據(jù)實測得到。試驗數(shù)據(jù)來源于實際電網(wǎng)試驗、實際直流控保聯(lián)調(diào)試驗或者控保數(shù)字模型 的仿真試驗。分環(huán)節(jié)實測根據(jù)環(huán)節(jié)數(shù)量又細分為5個步驟：
[0106] (1)根據(jù)直流電流階躍試驗數(shù)據(jù)，實測電流控制模塊參數(shù)Gain，Kp_I;
[0107] (2)根據(jù)直流電壓階躍試驗數(shù)據(jù)，實測電壓控制模塊參數(shù)Kp_V，Ti_V;
[0108] (3)根據(jù)整流側(cè)換流母線三相瞬時性短路試驗數(shù)據(jù)，實測整流側(cè)最小觸發(fā)角控制 模塊參數(shù)Kl_ra，K2_ra，Cdl，D1，Decr;
[0109] (4)根據(jù)逆變側(cè)換流母線三相瞬時性短路試驗數(shù)據(jù)，實測換相失敗預測模塊參數(shù) K_cf，G_cf，Tdn_cf;
[0110] (5)根據(jù)直流線路短路試驗數(shù)據(jù)，實測重啟動控制模塊參數(shù)Alpha_Ret，Th_ret， Alpha_Res，Th_Res 〇
[0111] 二是整體校核。采用較大的故障擾動數(shù)據(jù)，校核電流控制模塊參數(shù)Ti_I，和低壓限 流控制模塊的參數(shù)Udlow，Udhigh，Tup，Tdn，Iomin。同時從整體特性上校核其他各環(huán)節(jié)參 數(shù)。
[0112] 下面詳細闡述參數(shù)實測和校核方法流程。
[0113] 分環(huán)節(jié)實測
[0114] (1)電流控制模塊
[0115] 電流控制模塊的邏輯框圖如圖2所示。進行電流指令階躍試驗，階躍量ΔΙ。，維持 一定時間后，階躍至初始指令。階躍瞬間，根據(jù)電流偏差增益值Idiff與電流偏差I(lǐng)d-I。的變化 量確定參數(shù)Gain:
[0116] (1)
[0117] 式中：Δ Id為直流電流的增量，Δ I。為直流電流指令的增量，Δ Idiff為直流電流與 指令的偏差增量，Gain為電流控制總增益；
[0118] 由于階躍瞬時，直流電流不能突變，有AId = 〇,故：
[0119] (2)
[0120] -次試驗有向下、向上兩次階躍，根據(jù)兩次實測值取平均即為最終的參數(shù)Gain，如
下：
[0121]
[0122] (3)
[0123]
[0124] (4：5
[0125]
[0126] (5)
[0127] 式中，Δ Idiffdn為向下階躍時直流電流與指令的偏差增量，Δ Idiffup為向上階躍時 直流電流與指令的偏差增量；
[0128] 階躍瞬間，根據(jù)ai_P確定Kp_I:
[0129]
(6)
[0130] ?角度，α廣1為階躍前電流控制模塊輸出 的觸發(fā)
[0131]
[0132] (7)
[0133]
[0134] Cg)
[0135]
[0136] (9)
[0137] 式中，ai_PdA向下階躍時電流控制模塊比例支路的輸出角度，ai_P up為向上階躍時 電流控制模塊比例支路的輸出角度，KP_Idn為向下階躍時電流控制比例增益，Kp_I up為向上 階躍時電流控制比例增益。
[0138] (2)電壓控制模塊
[0139] 11.電壓控制模塊的邏輯框圖如圖3所示。進行電壓指令階躍試驗，階躍量AUdrrf， 忽略積分環(huán)節(jié)的變化，且直流電壓不突變，故根據(jù)輸出觸發(fā)角的變化量A av與電壓指令的 變化量Δ Udref確定Kp_V:
[0140] (10)
[0141] 角度的增量，A Udrrf為直流電壓指令的增 量；
[0142]
[0143] (11)
[0144]
[0145] (12)
[0146]
[0147] (13)
[0148] 式中，Aavdn為向下階躍時電壓控制模塊的輸出觸發(fā)角度的增量，AavupS向上階 躍時電壓控制模塊的輸出觸發(fā)角度的增量;將電壓控制積分時間常數(shù)Ti_vS置為直流工程 設(shè)計值，逐步調(diào)整Ti_v，當模型的仿真曲線與實測曲線吻合程度最佳時，則確定Ti_V。
[0149] (3)整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊
[0150] 整流側(cè)最小觸發(fā)角控制模塊的邏輯框圖如圖4所示。參數(shù)含義如下：
[0151] Kl_ra一一該模塊啟動的第一級交流母線電壓閾值；
[0152] K2_ra一一該模塊啟動的第二級交流母線電壓閾值；
[0153] Cdl一一整流側(cè)第一級置位角度；
[0154] Dl一一整流側(cè)第二級置位角度；
[0155] Decr一一環(huán)節(jié)退出后輸出角下降速率。
[0156] 該模塊在整流側(cè)發(fā)生交流故障時啟動，其邏輯為:正常狀態(tài)下，整流最小觸發(fā)角控 制模塊的輸出角度araml為零；當換流母線電壓幅值U acr低于第一級閾值Kl_ra時，輸出角度 為arami = Cdl;若母線電壓繼續(xù)降低至小于第二級閾值K2_ra時，輸出角度為Ciraml = Dl，一般 有Dl 2 Cdl;故障清除，母線電壓恢復至Kl_ra以上，輸出角按照一定的斜率(與Decr相關(guān))逐 漸下降至零。
[0157] 根據(jù)上述邏輯，進行整流側(cè)換流母線三相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使 得故障期間整流側(cè)換流母線電壓跌落幅度逐步增大，根據(jù)變化實測Kl_ra、K2_ra、Cdl、 D1。當故障期間母線電壓等于U acrl時，Ctraml由零出現(xiàn)第一級輸出角度Ct1，則：
[0158] Kl _ra = Uacr(HJacri (14)
[0159] 式中:Uw時為故障前的初始換流母線電壓。
[0160]當障期間母線電壓等于Uac2時，Ctram^a1增加為第二級輸出角度吧，則：
[0161] K2_ra = UacrO-Uacr2 (15)
[0162] 相應的有：
[0163] Cdl=Qi (16)
[0164] Dl=Q2 (17)
[0165] -種特殊情況是，金屬性短路araml僅有一級輸出Ct1，SPa 2=Ct1，有：
[0166] K2_ra=Kl_ra (18)
[0167] Dl = Cdl=Qi (19)
[0168] 在特高壓直流機電暫態(tài)模型中將上述參數(shù)設(shè)置為實測值，進行相同的短路故障， 通過擬合法確定參數(shù)Decr，即首先將Decr設(shè)為工程設(shè)計值，逐步調(diào)整Decr的大小，當模型的 仿真曲線的a rami與實測曲線最為吻合時，即確定Deer。
[0169] (4)換相失敗預測模塊
[0170]換相失敗預測模塊的邏輯如圖5所示。參數(shù)含義如下：
[0171] K_cf一一環(huán)節(jié)啟動的交流電壓閾值；
[0172] G_cf--環(huán)節(jié)電壓增益；
[0173] Tdn_cf一一環(huán)節(jié)退出后角度下降濾波時間常數(shù)。
[0174] 進行逆變側(cè)換流母線三相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使故障期間換流 母線電壓跌落幅度逐步增大，根據(jù)模塊的輸出角度Aa變化實《K_cf^PG_cf。當故障期間母 線電壓U aci等于Uacil時，Δα由零出現(xiàn)正值，有：
[0175] K_Cf =I-(UaciO-Uacil) (20)
[0176] 式中:UaciQ為換流母線初始電壓。
[0178]
[0177] 若A α在故障期間的最小值為Αι，根據(jù)圖5,有：
(21)
[0179] 在特高壓直流機電暫態(tài)模型中將K_cf、G_cf設(shè)置為實測值，進行相同的短路故障， 通過擬合法確定參數(shù)Tdn_rf，即首先將T dn_rf設(shè)為工程設(shè)計值，逐步調(diào)整Tdn_rf的大小，當模型 的仿真曲線的Δα與實測曲線最為吻合時，即確定Td n_rf。
[0180] (5)重啟動控制模塊
[0181] 重啟動控制的主要邏輯為:發(fā)生直流線路短路故障，整流側(cè)控制器調(diào)節(jié)觸發(fā)角移 相至角度Alpha_Ret，并維持時間Th_Ret;隨后，調(diào)節(jié)觸發(fā)角至Alpha_Res進行重啟并維持時 間Th_Res。
[0182] 進行直流線路瞬時性短路試驗，根據(jù)整流側(cè)觸發(fā)角指令值Ctcird的變化實測上述參 數(shù)。若*：1。:rd的第一級輸出為aidrf，維持時間Tidrf，第二級輸出為a2drf，維持時間T2dc；f，有：
[0183] (22)
[0184] 整體校核
[0185] (1)校核電流控制模塊參數(shù)Ti_I
[0186]首先校核參數(shù)Ti_I，進行逆變測換流母線三相瞬時性短路試驗，以典型值代入模 型，比較直流電流動態(tài)變化的仿真曲線和實測曲線，增大或減小Ti_I以使直流電流的變化 趨勢吻合。
[0187] (2)校核低壓限流控制模塊參數(shù)
[0188] 先給出一組典型參數(shù)(可以是設(shè)計參數(shù)），同樣進行逆變測換流母線三相瞬時性短 路試驗，比較低壓限流的輸出值Icaim和直流換流器吸收的無功Qhvdc，根據(jù)實測曲線的變化趨 勢，校核低壓限流控制的五個參數(shù)。具體方法結(jié)合圖6說明如下。
[0189] 圖6為低壓限流控制模塊輸出Icilim示意圖。其動態(tài)過程由三個線段組成：下降段， 保持段，上升段。保持段的值為I 1，有：
[0190] Iomin=Ii (23)
[0191] 第一步，比較下降段的起始時刻tl和上升段的終止時刻t4,若仿真曲線較實測曲線 ti超前，t4滯后，則減小參數(shù)Udhigh，反之增大；
[0192] 第二步，比較下降段的終止時刻t2和上升段的起始時刻t3,若仿真曲線較實測曲線 t2超前，t3滯后，則減小參數(shù)Udlow，反之增大；
[0193] 第三步，調(diào)整參數(shù)Udhigh與Udlow后，比較下降段的斜率kdn，若仿真曲線較實測曲 線平緩，則減小參數(shù)Tdn，反之增大；
[0194] 第三步，調(diào)整參數(shù)Udhigh與Udlow后，比較上升段的斜率kup，若仿真曲線較實測曲 線平緩，則減小參數(shù)T up，反之增大。
[0195] 進一步比較直流系統(tǒng)的無功功率，對低壓限流控制模塊的參數(shù)進一步校核。
[0196] 經(jīng)過上述的分環(huán)節(jié)實測和整體校核流程，可以獲得特高壓直流模型的全部計算參 數(shù)。該方法基于實際電網(wǎng)試驗、實際控保聯(lián)調(diào)試驗、控保數(shù)字模型仿真等多種數(shù)據(jù)源完成， 優(yōu)先采用實際電網(wǎng)試驗數(shù)據(jù)，對受客觀條件限制現(xiàn)場無法進行的試驗，采用實際控保聯(lián)調(diào) 試驗和控保數(shù)字模型仿真的數(shù)據(jù)。多數(shù)據(jù)源之間相互校核，可以確保參數(shù)的科學、準確、合 理。
[0197] 以下通過幾個具體的數(shù)據(jù)實例，對該方法進行具體說明。
[0198] 分環(huán)節(jié)實測部分
[0199] (1)電流控制模塊
[0200] Idiff錄波如圖7所示。向下階躍時，依據(jù)式(3)，有：
[0201]
[0202]
[0203]
[0204]
[0205]
[0206]
[0207]
[0208]
[0209]
[0210]
[0211]
[0212]
[0213]
[0214]
[0215]
[0216]
[0217]
[0218]
[0219]當Ti_v = 0.0005時，仿真與實測的直流電壓曲線最為吻合，如圖12所示。
[0220] (3)整流最小觸發(fā)角控制模塊
[0221] 整流側(cè)換流母線三相瞬時性短路條件下，Ctraml實測曲線如圖13所示。故障期母線 電壓Uacr = O. 9pu時，araml始終為零;Uacr = O. 8pu時，araml在故障期間為30度，說明模塊啟動， 有：
[0222] Kl_ra = 0.85，Cdl = 30 (33)
[0223] 又Uacr = O.0即金屬性短路時，araml在故障期間亦為30度，依據(jù)式(18)，（19)，有：
[0224] K2_ra = 0.85，Dl = 30 (34)
[0225] 通過擬合法確定參數(shù)Decr，仿真曲線與實測曲線對比如圖14所示。當Decr = O. 37 時，仿真曲線與實測曲線吻合，因此：
[0226] Decr = O.37 (35)
[0227] (4)換相失敗預測模塊
[0228] 在逆變側(cè)換流母線三相瞬時性短路條件下，Δα實測曲線如圖15所示。當故障期間 母線電壓Uaci最低為0.8pu時，模塊不啟動;U aci最低0.7pu時，模塊啟動，初始母線電SUaci0 = 1.0pu，依據(jù)式(20)，有：
[0229] K_cf = 0.75 (36)
[0230] 依?忒?.有.
[0231] (37)
[0232] 通過擬合法確定參數(shù)Tdn_cf。仿真曲線與實測曲線對比如圖16所示。Tdn_cf = 0.02 時，仿真曲線與實測曲線吻合，則：
[0233] Tdn-Cf = 0.02 (38)
[0234] (5)重啟動控制模塊
[0235] 直流線路短路故障條件下，整流側(cè)觸發(fā)角實測曲線如圖17所示。依據(jù)曲線特征和 式(22)，有：
[0236] (39)
[0237] 塋懷儀核部甘
[0238] 校核電流控制模塊的積分時間常數(shù)Ti_I。該值對直流電流Id的變化趨勢有關(guān)鍵的 影響。首先給出Ti_I初始值0.007。進行逆變側(cè)三相短路試驗，調(diào)整Ti_I = 0.009，進一步比 較，，如圖18所示。調(diào)整后仿真與實測曲線更為吻合，Ti_I的取值大小對直流電流的橫向時 間位置產(chǎn)生較大影響，取值越小，故障后直流電流下降至零以及開始上升(恢復）的時間均 較早。因此：
[0239] Ti_I = 0.009 (40)
[0240] 校核低壓限流控制模塊的參數(shù)。給出初始參數(shù)VDCOL參數(shù)為Udlow = O. 15，Udhigh = 0.8, Tup = 0.04, Tdn = 0.015, Iomin = O. 345。在初始參數(shù)下，逆變側(cè)三相短路的仿真曲線 與實測曲線對比如圖19所示。低壓限流的輸出有一定的差距，依據(jù)前文給出的校核方法，對 上述參數(shù)進行調(diào)整，調(diào)整后為：
[0241 ] Udlow = O. 25 ,Udhigh = O. 7 ,Tup = 0.0 4, Tdn = 0.0 18, Iomin = O. 345 (41)
[0242] 調(diào)整參數(shù)后，調(diào)整后仿真與實測對比如圖20所示。仿真曲線與實測曲線的吻合程 度得到較大提升。
[0243] 最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:依然 可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進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，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【主權(quán)項】
1. 一種特高壓直流多數(shù)據(jù)源參數(shù)實測和校核方法，其特征在于，所述方法包括對多種 數(shù)據(jù)源依次進行分環(huán)節(jié)實測和整體校核兩個步驟，所述分環(huán)節(jié)實測依據(jù)特高壓直流模型的 特點，將控制模塊解禪，一個模塊的參數(shù)根據(jù)一項試驗數(shù)據(jù)實測得到;所述整體校核用故障 擾動數(shù)據(jù)，校核電流控制的積分時間常數(shù)Ti_I，和低壓限流控制模塊的參數(shù)，同時從整體特 性上校核其他各環(huán)節(jié)參數(shù);所述多數(shù)據(jù)源包括實際電網(wǎng)試驗、實際控保聯(lián)調(diào)試驗和控保數(shù) 字模型仿真。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述分環(huán)節(jié)實測包括如下步驟： 步驟1-1、根據(jù)直流電流階躍試驗數(shù)據(jù)，實測電流控制模塊參數(shù)； 步驟1-2、根據(jù)直流電壓階躍試驗數(shù)據(jù)，實測電壓控制模塊參數(shù)； 步驟1-3、根據(jù)整流側(cè)換流母線Ξ相瞬時性短路試驗數(shù)據(jù)，實測整流側(cè)最小觸發(fā)角控制 模塊參數(shù)； 步驟1-4、根據(jù)逆變側(cè)換流母線Ξ相瞬時性短路試驗數(shù)據(jù)，實測換相失敗預測模塊參 數(shù)； 步驟1-5、根據(jù)直流線路短路試驗數(shù)據(jù)，實測重啟動控制模塊參數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述整體校核包括如下步驟： 步驟2-1、校核電流控制模塊的積分時間常數(shù)Ti_I，通過比較逆變測換流母線Ξ相瞬時 性短路試驗條件下的直流電流動態(tài)變化曲線，增大或減小Ti_I W使直流電流的變化趨勢吻 合； 步驟2-2、校核低壓限流控制模塊的5個參數(shù)，所述參數(shù)包括:低壓闊值Udlow、高壓闊值 IMMgh、上升時間常數(shù)化P、下降時間常數(shù)Tdn和最小電流lomin;通過比較逆變測換流母線 Ξ相瞬時性短路試驗條件下的低壓限流輸出iDlim和直流換流器吸收的無功Qhvd。，獲得低壓 限流控制模塊參數(shù)的數(shù)值。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-1中，所述電流控制模塊進行電流 指令階躍試驗，階躍量A I。，階躍瞬間，根據(jù)電流偏差增益值Idiff與電流偏差I(lǐng)d-I。的變化量 確定參數(shù)&ain:(1) 式中：A Id為直流電流的增量，Δ I。為直流電流指令的增量，Δ Idiff為直流電流與指令 的偏差增量，Gain為電流控制總增益； 由于階躍瞬時，直流電流不能突變，有A Id = 0，故：(2) 一次試驗有向下、向上兩次階躍，根據(jù)兩次實測值取平均即為最終的參數(shù)Gain,如下： 向下階躍時：- (3> 向上階躍時：式中，Δ Idiffdn為向下階躍時直流電流與指令的偏差增量，Δ Idiffup為向上階躍時直流 電流與指令的偏差增量； 階躍瞬間，根據(jù)Qi_P確定化_1:(;6) 式中：Qi_P為電流控制模塊比例支路的輸出角度，aiD-i為階躍前電流控制模塊輸出的觸 發(fā)角指令，Κρ_Ι為電流控制比例增益； 向下階躍時：式中，ai_Pdn為向下階躍時電流控制模塊比例支路的輸出角度，ai_Pup為向上階躍時電 流控制模塊比例支路的輸出角度，Kp_Idn為向下階躍時電流控制比例增益，Kp_Iup為向上階 躍時電流控制比例增益，<2;^為向上階躍時電流控制模塊輸出的觸發(fā)角指令，為向下 階躍時電流控制模塊輸出的觸發(fā)角指令。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-2中，所述電壓控制模塊進行電壓 指令階躍試驗，階躍量A Udref，忽略積分環(huán)節(jié)的變化，且直流電壓不突變，故根據(jù)輸出觸發(fā) 角的變化量A αν與電壓指令的變化量Δ Udref確定Κρ_ν:(10) 式中：Δαν為電壓控制模塊的輸出觸發(fā)角度的增量，AUdref為直流電壓指令的增量； 向下階躍時，ΚΡ_ν為電壓控制比例增益：cm 向上階躍時：式中，化_Vdn為向下階躍時電壓控制比例增益，化_Vup為向上階躍時電壓控制比例增益， Aavdn為向下階躍時電壓控制模塊的輸出觸發(fā)角度的增量，Δανυρ為向上階躍時電壓控制模 塊的輸出觸發(fā)角度的增量;將電壓控制積分時間常數(shù)Ti_v設(shè)置為直流工程設(shè)計值，逐步調(diào) 整Ti_V，當模型的仿真曲線與實測曲線吻合程度最佳時，則確定Ti_V。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-3中，所述整流側(cè)最小觸發(fā)角控制 模塊進行整流側(cè)換流母線Ξ相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使得故障期間整流側(cè) 換流母線電壓跌落幅度逐步增大，根據(jù)整流最小觸發(fā)角控制模塊的輸出角度Qraml變化實測 Kl_ra、K2_ra、Cdl、Dl，當故障期間母線電壓等于設(shè)定電壓值Uacri時，Qrami由零出現(xiàn)第一級輸 出角度αι，則： Kl_ra 二 UacrO-Uacrl (14) 式中：Uacro時為故障前的初始換流母線電壓，Kl_ra為該模塊啟動的第一級交流母線電 壓闊值； 當障期間母線電壓等于設(shè)定電壓值Uacr2時，araml由α?增加為第二級輸出角度02,則： K2_ra = Uacr〇-Uacr2 (15) 式中，K2_ra為該模塊啟動的第二級交流母線電壓闊值； 相應的有： Cdl = ai (16) 01 = 口2 (17) 式中，Cdl為第一級角度置位值;D1為第二級角度置位值； 一種特殊情況是，金屬性短路僅有一級輸出αι，即α2=αι，有： K2_ra = Kl_ra (18) Dl = Cdl = ai (19) 將輸出角下降速率Deer設(shè)為工程設(shè)計值，逐步調(diào)整Deer的大小，當模型的仿真曲線的 Qraml與實測曲線最為吻合時，則確定Deer。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-4中，所述換相失敗預測模塊進行 逆變側(cè)換流母線Ξ相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使故障期間換流母線電壓跌落 幅度逐步增大，根據(jù)換相失敗預測模塊的輸出角度Αα變化實測K_cf和G_cf，當故障期間母 線電壓Uac海于設(shè)定電壓值Uacii時，Δα由零出現(xiàn)正值，有： K_cf=l-化 aciO-Uacil) (20) 式中:Uauo為換流母線初始電壓，K_cf為環(huán)節(jié)啟動的交流電壓闊值； 若A α在故障期間的最小值為Ai，有：(21) 式中，G_cf為環(huán)節(jié)電壓增益;將K_cf、G_cf代入模型，進行相同的短路故障，將角度下降 時間常數(shù)Tdn_cf設(shè)為工程設(shè)計值，逐步調(diào)整Tdn_cf的大小，當模型的仿真曲線的Δα與實測曲 線最為吻合時，則確定Tdn_cf。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-5中，所述重啟動控制模塊進行直 流線路瞬時性短路試驗，若整流側(cè)觸發(fā)角α的第一級輸出為aidcf，維持時間Tidcf，第二級輸出 為a2dcf，維持時間T2dcf，有：(22) 式中，Alpha_Ret為移相角度，Th_Ret為移相時間，Alpha_Res為重啟動角度，Th_Res為 重啟動保持時間。9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟2-1包括如下步驟： 步驟2-1-1、比較下降段的起始時刻ti和上升段的終止時刻t4,若仿真曲線較實測曲線 t堀前，t4滯后，則減小參數(shù)高壓闊值IMhi曲，反之增大； 步驟2-1-2、比較下降段的終止時刻t2和上升段的起始時刻t3,若仿真曲線較實測曲線 t2超前，t3滯后，則減小參數(shù)低壓闊值Udlow，反之增大； 步驟2-1-3、調(diào)整參數(shù)IMhi曲與Udlow后，比較下降段的斜率kdn，若仿真曲線較實測曲線 平緩，則減小參數(shù)下降時間常數(shù)Tdn，反之增大； 步驟2-1-4、調(diào)整參數(shù)IMhi曲與Udlow后，比較上升段的斜率kup，若仿真曲線較實測曲線 平緩，則減小參數(shù)上升時間常數(shù)Tup，反之增大。
【文檔編號】G06F17/50GK105844063SQ201610280152
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】萬磊, 王鐵柱, 侯俊賢, 屠競哲
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)北京市電力公司