本發(fā)明涉及一種適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、目前高壓直流輸電技術(shù)憑借其輸送容量大、距離遠(yuǎn)和造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)取得廣泛應(yīng)用，但由于電網(wǎng)電壓換相的高壓直流輸電(line?commutated?converter?high?voltagedirect?current，lcc-hvdc)系統(tǒng)采用無(wú)自關(guān)斷能力的晶閘管作為換流器，在逆變側(cè)交流系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致交流母線電壓下降時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致晶閘管無(wú)法關(guān)斷而引發(fā)換相失敗。在發(fā)生換相失敗時(shí)直流電流和直流電壓的劇烈變化，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)連續(xù)換相失敗，甚至是直流閉鎖，造成直流功率傳輸中斷。特別是在直流饋入弱受端系統(tǒng)背景下，在故障嚴(yán)重時(shí)，換相失敗會(huì)引發(fā)交流系統(tǒng)持續(xù)的振蕩，危害交流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、因此，提供一種有效的直流輸電系統(tǒng)換相失敗抑制方法是目前亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)傳統(tǒng)低壓限流器采用直流電流作為輸入時(shí)，低壓限流器的電流指令值會(huì)在交流側(cè)發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生大幅振蕩問(wèn)題，而僅采用交流電壓作為低壓限流器輸入時(shí)換流器又會(huì)向交流系統(tǒng)吸收大量無(wú)功的功率，不利于換相失敗的抑制。針對(duì)該問(wèn)題本發(fā)明提供了一種適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，先對(duì)直流電壓和交流換相電壓進(jìn)行求取，然后根據(jù)直流電壓的跌落程度動(dòng)態(tài)地改變低壓限流器直流電壓和交流換相電壓的輸入比例，從而實(shí)現(xiàn)換相失敗的抑制。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，包括：s1、對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值及ab相、bc相、ca相之間的交流母線線電壓進(jìn)行采集；對(duì)ab相、bc相、ca相之間的交流母線線電壓經(jīng)sogi環(huán)節(jié)濾波的輸出取最小作為高壓直流輸電系統(tǒng)的交流換相電壓實(shí)際值ul；s2、依據(jù)逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值、額定值，計(jì)算直流電壓的跌落系數(shù)k；s3、依據(jù)逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值、高壓直流輸電系統(tǒng)的交流換相電壓實(shí)際值，并將直流電壓的跌落系數(shù)k作為比例系數(shù)計(jì)算低壓限流器啟動(dòng)電壓；依據(jù)低壓限流器啟動(dòng)電壓計(jì)算逆變側(cè)的直流電流指令值；通過(guò)調(diào)節(jié)逆變側(cè)的直流電流指令值，以進(jìn)行高壓直流輸電系統(tǒng)換相失敗抑制。

3、所述sogi環(huán)節(jié)，用于將輸入的交流母線線電壓分解為正弦分量和余弦分量；用于對(duì)交流換相電壓幅值進(jìn)行提??；

4、采用sogi傳遞函數(shù)將輸入的交流母線線電壓分解為正弦分量和余弦分量，表達(dá)式為：

5、

6、式中，u(s)為交流母線線電壓，ω0為額定角頻率，u1(s)，u2(s)為將u(s)分解后的正弦分量和余弦分量，s為變量；

7、依據(jù)正弦分量和余弦分量，獲得交流換相電壓幅值，表達(dá)式為：

8、

9、式中，um為任意兩相之間的交流換相電壓幅值。

10、所述直流電壓的跌落系數(shù)的計(jì)算，表達(dá)式為：

11、

12、式中，k為直流電壓的跌落系數(shù)，udc為逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值，udn為逆變側(cè)的直流電壓額定值。

13、所述低壓限流器啟動(dòng)電壓，表達(dá)式：

14、

15、式中，us′為低壓限流器啟動(dòng)電壓，k為直流電壓的跌落系數(shù)，ul和uln分別為交流換相電壓實(shí)際值和額定值，udc和udn分別為逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值和額定值，idc和idn分別為逆變側(cè)的直流電流實(shí)際值和額定值；rv為補(bǔ)償電阻。

16、所述依據(jù)低壓限流器啟動(dòng)電壓計(jì)算直流電流指令值，表達(dá)式為：

17、

18、式中，idord為逆變側(cè)的直流電流指令值，idn為逆變側(cè)的直流電流額定值，us′為低壓限流器啟動(dòng)電壓，umin、umax分別為啟動(dòng)電壓預(yù)設(shè)的最小值和最大值，imin為直流電流指令值的最小值。

19、本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)改變低壓限流器的輸入策略，可在交流側(cè)發(fā)生故障時(shí)，有效減緩低壓限流器輸出電流指令的大幅震蕩，而相對(duì)穩(wěn)定的電流指令可實(shí)現(xiàn)換相失敗故障的快速恢復(fù)；同時(shí)降低換流站對(duì)交流系統(tǒng)吸收的無(wú)功功率，減少母線電壓的跌落程度，能較好地保證逆變側(cè)交流系統(tǒng)穩(wěn)定性，同時(shí)有效抑制換相失敗的發(fā)生。

技術(shù)特征：

1.一種適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，其特征在于，所述sogi環(huán)節(jié)，用于將輸入的交流母線線電壓分解為正弦分量和余弦分量；用于對(duì)交流換相電壓幅值進(jìn)行提?。?/p>

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，其特征在于，所述直流電壓的跌落系數(shù)的計(jì)算，表達(dá)式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，其特征在于，所述低壓限流器啟動(dòng)電壓，表達(dá)式：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，其特征在于，所述依據(jù)低壓限流器啟動(dòng)電壓計(jì)算直流電流指令值，表達(dá)式為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于高壓直流輸電系統(tǒng)的換相失敗抑制方法，包括：對(duì)高壓直流輸電系統(tǒng)逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值及交流母線線電壓進(jìn)行采集；對(duì)交流母線線電壓經(jīng)SOGI環(huán)節(jié)濾波的輸出取最小作為高壓直流輸電系統(tǒng)的交流換相電壓實(shí)際值；依據(jù)逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值、額定值，計(jì)算直流電壓的跌落系數(shù)；依據(jù)逆變側(cè)的直流電壓實(shí)際值、高壓直流輸電系統(tǒng)的交流換相電壓實(shí)際值，并將直流電壓的跌落系數(shù)作為比例系數(shù)計(jì)算低壓限流器啟動(dòng)電壓；依據(jù)低壓限流器啟動(dòng)電壓計(jì)算逆變側(cè)的直流電流指令值；通過(guò)調(diào)節(jié)逆變側(cè)的直流電流指令值，以進(jìn)行高壓直流輸電系統(tǒng)換相失敗抑制。本發(fā)明先對(duì)直流電壓和交流換相電壓進(jìn)行求取，然后根據(jù)直流電壓的跌落程度動(dòng)態(tài)地改變低壓限流器直流電壓和交流換相電壓的輸入比例，從而實(shí)現(xiàn)換相失敗的抑制。

技術(shù)研發(fā)人員：陳仕龍,歐陽(yáng)聶慶,王朋林,宋國(guó)雄,周前華,李國(guó)輝,畢貴紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昆明理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10