專利名稱：一種基于直流電流預(yù)測(cè)控制的換相失敗抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于直流電流預(yù)測(cè)控制的換相失敗抑制方法。
背景技術(shù)：
直流輸電具有輸送容量大、損耗小、功率調(diào)節(jié)迅速靈活、非同步聯(lián)絡(luò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使其在大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)、遠(yuǎn)距離大容量輸電等方面應(yīng)用廣泛。隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)水平的不斷提升，直流輸電工程已成為優(yōu)化電網(wǎng)資源配置、協(xié)調(diào)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要技術(shù)手段。換相失敗作為高壓直流輸電系統(tǒng)中常見的典型系統(tǒng)故障，會(huì)引起直流電壓下降和直流電流短時(shí)增大等；連續(xù)的換相失敗容易引起直流系統(tǒng)降額運(yùn)行，甚至造成閥組閉鎖或極閉鎖，不利于系統(tǒng)運(yùn)行。直流輸電系統(tǒng)中換相失敗主要發(fā)生于逆變器中，現(xiàn)行的換相失敗預(yù)測(cè)控制技術(shù)以增大觸發(fā)超前角β或關(guān)斷角Y的整定值來(lái)減小其發(fā)生幾率。據(jù)工作于逆變方式換流器的觸發(fā)延遲角范圍約束，若換相電壓下降較為嚴(yán)重時(shí)，最大的觸發(fā)延遲角提前也可能難以保證逆變器成功換相；此外，較多的換相角增加，也可能使關(guān)斷角受到下一換相失敗過(guò)程影響而變小，導(dǎo)致?lián)Q相失敗，僅通過(guò)減小觸發(fā)延遲角α增大換相角μ來(lái)抑制逆變器換相失敗有其固有局限性。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有逆變器換相失敗預(yù)測(cè)控制技術(shù)的固有局限性，本發(fā)明的目的是提供一種基于直流電流預(yù)測(cè)控制的換相失敗抑制方法。技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種基于直流電流預(yù)測(cè)控制的換相失敗抑制方法，包括如下步驟:(I)輸入逆變側(cè)直流電流Id inv以及交流母線三相瞬時(shí)電壓ua、Ub和Uc ；(2)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊(commutation failure prevention,CFPREV)對(duì)當(dāng)前交直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)予以檢測(cè)判斷是否可能發(fā)生逆變器換相失??；(3)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊預(yù)測(cè)輸出逆變器觸發(fā)延遲角變化值Λ α inv PEEV ；(4)對(duì)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊的判斷信號(hào)予以檢測(cè)，若可能發(fā)生換相失敗，則對(duì)直流電流整定值進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)值Id—PKEV，否則直流電流為正常整定值Id—_ ；(5)將Id PKEV與Λ a inv PEEV輸出至整流器和逆變器控制系統(tǒng)，用于抑制換相失敗的發(fā)生。有益效果:據(jù)換相失敗機(jī)理的分析，系統(tǒng)故障造成直流電流增大、交流系統(tǒng)母線電壓下降時(shí)，正確合理的直流電流預(yù)測(cè)控制則可增強(qiáng)控制系統(tǒng)對(duì)換相過(guò)程的控制，以盡量滿足故障條件下逆變器成功換相的必要條件，降低其換相失敗發(fā)生幾率。目前，直流電流預(yù)測(cè)控制抑制換相失敗的方法尚未見文獻(xiàn)報(bào)道。本發(fā)明提出的直流電流預(yù)測(cè)控制抑制換相失敗方法，在現(xiàn)有換相失敗預(yù)測(cè)控制及直流輸電系統(tǒng)極控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)CFPREV的換相失敗預(yù)測(cè)控制信號(hào)，判別是否啟動(dòng)直流電流預(yù)測(cè)整定系統(tǒng)，進(jìn)而比較其與原極控系統(tǒng)直流電流整定值的比較選擇，進(jìn)而通過(guò)極控系統(tǒng)控制，為直流輸電系統(tǒng)換相失敗的預(yù)測(cè)控制措施研究奠定了基礎(chǔ)。本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)，一方面直流電流預(yù)測(cè)控制抑制換相失敗方法對(duì)換相失敗預(yù)測(cè)控制策略進(jìn)一步補(bǔ)充完善；另一方面，在切實(shí)可行的換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊的基礎(chǔ)上予以完善的同時(shí)，進(jìn)一步降低直流輸電系統(tǒng)換相失敗發(fā)生幾率，有利于系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。


圖1為本發(fā)明方法流程圖；圖2為含直流電流換相失敗預(yù)測(cè)控制的極控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于 本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:直流輸電系統(tǒng)換相失敗(主要為逆變器換相失敗)嚴(yán)重威脅著直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)其預(yù)測(cè)控制技術(shù)也已有多方面的研究，換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊較好地解決了增大換相角抑制換相失敗和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的矛盾，其基本思想是:當(dāng)檢測(cè)到交流系統(tǒng)故障可能引發(fā)換相失敗時(shí)，在逆變側(cè)觸發(fā)延遲角中減去一定角度，實(shí)現(xiàn)提前觸發(fā)。然而據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)分析可知，僅通過(guò)減小觸發(fā)延遲角、增大換相角來(lái)抑制逆變器換相失敗有其固有局限性。據(jù)換相失敗機(jī)理的進(jìn)一步分析，正確合理的直流電流預(yù)測(cè)控制則可增強(qiáng)控制系統(tǒng)對(duì)換相過(guò)程的控制，以盡量滿足故障條件下逆變器成功換相的必要條件，當(dāng)檢測(cè)到可能發(fā)生換相失敗時(shí)，啟動(dòng)直流電流預(yù)測(cè)整定系統(tǒng)，用以進(jìn)一步降低直流系統(tǒng)換相失敗的發(fā)生幾率。本發(fā)明方法如圖2所示，屬于極控系統(tǒng)主要有整流側(cè)和逆變側(cè)的低壓限流(voltage dependent current order limit, VDCOL)控制，以及逆變側(cè)的電流偏差控制(current error controller, CEC)。直流控制器正常運(yùn)行方式為整流側(cè)定電流控制,逆變側(cè)定電壓控制；其整流側(cè)由定最小觸發(fā)角、定電流、低壓限流及定最小直流電流構(gòu)成；逆變側(cè)由定最小熄弧角、定電壓、定電流、低壓限流及定最小直流電流控制構(gòu)成。直流電壓控制器、直流電流控制器用PI控制器實(shí)現(xiàn)，定熄弧角控制采用閉環(huán)控制方式。如圖1所示，對(duì)于逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障情況下影響逆變器換相過(guò)程的特征量分析，采用逆變側(cè)直流電流Itunv、交流母線三相瞬時(shí)電壓Ua、ub、U。輸入并予以檢測(cè)分析:換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊，對(duì)三相瞬時(shí)電壓進(jìn)行零序分量檢測(cè)及abc-α β變換，并計(jì)
算
權(quán)利要求
1.一種基于直流電流預(yù)測(cè)控制的換相失敗抑制方法，包括如下步驟: (1)輸入逆變側(cè)直流電流Itunv以及交流母線三相瞬時(shí)電壓Ua、ub和Uc； (2)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊對(duì)當(dāng)前交直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)予以檢測(cè)判斷是否可能發(fā)生逆變器換相失??； (3)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊預(yù)測(cè)輸出逆變器觸發(fā)延遲角變化值△a inv PEEV ； (4)對(duì)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊的判斷信號(hào)予以檢測(cè)，若可能發(fā)生換相失敗，則對(duì)直流電流整定值進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)值Id—PKEV，否則直流電流為正常整定值Id—_ ;(5)將Id—PKEV與△a inv—PKEV輸出至整流器和逆變器控制系統(tǒng)，用于抑制換相失敗的發(fā)生。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于直流電流預(yù)測(cè)控制的換相失敗抑制方法，包括如下步驟輸入逆變側(cè)直流電流Id_inv以及交流母線三相瞬時(shí)電壓ua、ub和uc；換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊對(duì)當(dāng)前交直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)予以檢測(cè)判斷是否可能發(fā)生逆變器換相失??；換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊預(yù)測(cè)輸出逆變器觸發(fā)延遲角變化值Δαinv_PREV；對(duì)換相失敗預(yù)測(cè)控制模塊的判斷信號(hào)予以檢測(cè)，若可能發(fā)生換相失敗，則對(duì)直流電流整定值進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到預(yù)測(cè)值Id_PREV，否則直流電流為正常整定值Id_NOR；將Id_PREV與Δαinv_PREV輸出至整流器和逆變器控制系統(tǒng)，用于抑制換相失敗的發(fā)生。本發(fā)明降低了直流輸電系統(tǒng)換相失敗發(fā)生幾率。
文檔編號(hào)H02M7/42GK103078312SQ20131000908
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月10日
發(fā)明者衛(wèi)志農(nóng), 袁陽(yáng), 劉振亞, 郭劍波, 孫國(guó)強(qiáng), 孫永輝, 楊雄, 陸子剛, 袁魯海 申請(qǐng)人:河海大學(xué), 國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院