一种直流输电系统定电压控制方法技术方案

技术编号:13200412 阅读:171 留言:0更新日期:2016-05-12 10:04
本发明专利技术涉及一种直流输电系统定电压控制方法,该方法根据直流电压设定值、逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值、系统直流电流、等值换相电阻确定逆变器熄弧角;再由逆变器熄弧角确定逆变器触发角,从而确定逆变器输出直流电压,由整流器追踪系统电流变化适时调整触发角的方法来实现整流器电压调节,本发明专利技术确定逆变器熄弧角,保证了直流电压的精确控制;设计了新型的熄弧角—触发角转换方法,保证逆变器输出电压和电流按照正向斜率的关系变化,避免出现多个稳定运行点导致控制发生紊乱;由整流器追踪系统电流变化适时调整触发角的方法来实现整流器电压调节,保证直流电流稳定在设定值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电压控制方法,具体讲涉及。
技术介绍
高压直流输电以输电容量大、输送距离远、控制灵活等优点在电能传输领域得到 广泛应用并发挥着巨大作用,换流器是实现高压直流输电系统中电能形式交直流转换功能 的器件,把电能从交流变为直流的换流器称为整流器,把电能形式从直流变为交流的换流 器称为逆变器,通过调整换流器的触发角可以调节换流器输出的直流电压,整流器和逆变 器的调节相互配合就可以实现直流输电系统的灵活控制。通常,在直流输电系统中,由逆变 器来控制直流电压,由整流器来控制直流电流;目前,已经投运的直流输电工程多采用逆变 器定熄弧角控制的方式来控制直流电压,由于熄弧角为恒定值,直流电压的调节只能通过 调节换流变压器分接头的方式来实现,由于换流变压器分接头的调节只能通过机械机构来 实现,因此直流电压调节的响应速度非常缓慢,削弱了直流输电系统控制灵活的优点。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供, 该方法根据直流电压设定值、逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值、系统直流电流、等值 换相电阻确定逆变器熄弧角;再由逆变器熄弧角确定逆变器触发角,从而确定逆变器输出 直流电压,由整流器追踪系统电流变化适时调整触发角的方法来实现整流器电压调节。 本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的: 本专利技术提供,其改进之处在于,所述方法包括 下述步骤: (1)确定换流站逆变器熄弧角; (2)确定换流站逆变器触发角; (3)确定整流器触发角,对整流器进行定电流闭环控制,调节整流器电压。 进一步地,所述步骤(1)中,所述步骤(1)中,根据直流电压设定值、逆变站换流 变压器阀侧交流电压有效值、直流输电系统直流电流和等值换相电阻确定换流站逆变器熄 弧角;直流电压设定值为直流输电系统逆变器输出直流电压值;由装设在换流变压器阀侧 的电压互感器实时采样得到逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值,由装设在直流母线上 的直流电流互感器实时采样得到直流输电系统直流电流;换流变压器漏抗决定等值换相电 阻; 设直流电压设定值为Ud。,逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值为ua。,直流输电 系统直流电流为I d,等值换相电阻为dx,则换流站逆变器熄弧角λ。为:①。 进一步地,所述骤(2)中,由换流站逆变器熄弧角确定逆变器触发角,从而确定逆 变器输出直流电压;采用熄弧角一触发角转换方法,当直流系统直流电流变化时,保证逆变 器输出电压和电流按照正向斜率变化,避免出现多个稳定运行点导致控制发生紊乱; 设额定运行工况下直流电流整定值为Id。,若此时系统直流电流等于Id。,逆变器熄 弧角为Y。,逆变器触发越前角为β。,逆变器空载直流电压为u dl。,则逆变器输出的直流电 压ud。为: Udo = Udlocos β 0+dxId0 ②; = Udlocos Y 〇-dxIdo 若直流电流下降为Id,此时逆变器输出的直流电压Ud为: Ud = Udiocos β +dxId ③; 要求随着直流电流的下降,逆变器输出的直流电压按照斜率k下降,设直流电流 额定值为1^,由②、③两式相减,有: 二 U加 _ γ"2d J知...Ucm β ui 人!? J " r ④; ^ dcX- 得: ^ 2ci /.,v, ki 11 , ? / < S t/. i /7 ^ /,) C0S/>-C0SX;~ --yv-----~ """"y?- + "丄:"广::⑤; 上式右侧最后一项很小,忽略,则得出直流电流下降为Id时逆变器触发角a :为: as - π - β -ar~-amCiiS(c〇sy.-~~―) ? ; 上述步骤确定换流站逆变器触发角,使逆变器输出直流电压按照设定值变化。 进一步地,所述步骤(3)中,由整流器追踪系统电流变化调整整流器触发角,并采 用定电流闭环控制方式,根据逆变器输出直流电压和直流输电系统直流电流设定值确定整 流器触发角,实现整流器直流电压的调节; 设直流电流实际值为Id。,直流输电线路电阻为&,整流器输出直流电压为U d。R,逆 变器输出直流电压为Ud。:,则有: 丄?' ?;:: 直流电流设定值为Id。。,直流电流设定值与实际值取差值Λ Id。,有: Δ Idc = Idc-Idc0 = _(Idc〇_Idc)⑧; Λ Id。经过比例积分环节转换为整流器触发角a R,有a R〇c Λ Id。,则整流器输出直 流电压Ud。R为: 厂午匕.伽 A -?/乂,⑨; 可知,Udc R随a R的增大而减小; 当由于外界的扰动引起Id。增大时,Δ Id。随之增大,a R随之增大,Ud。R随之减小使 Id。减小,经过调节之后,Id。最终稳定在Id。。,根据直流输电系统的直流电流变化自动调节整 流器输出的直流电压。 与现有技术比,本专利技术达到的有益效果是: 1、根据直流电压设定值、逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值、系统直流电流、 等值换相电阻确定逆变器熄弧角,保证了直流电压的精确控制; 2、设计了一种新型的熄弧角一触发角转换方法,保证逆变器输出电压和电流按照 正向斜率的关系变化,避免出现多个稳定运行点导致控制发生紊乱; 3、由整流器追踪系统电流变化适时调整触发角的方法来实现整流器电压调节,保 证直流电流稳定在设定值。【附图说明】 图1是本专利技术提供的直流输电系统定电压控制方法的流程图; 图2是本专利技术提供的定电压控制仿真波形图; 图3是本专利技术提供的逆变器输出电压和电流按照正向斜率变化示意图; 图4是本专利技术提供的直流输电系统简化电路图; 图5是本专利技术提供的整流器电压调节原理图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步的详细说明。 为实现直流输电系统定电压控制,建立直流输电系统定电压控制方法,本专利技术提 供了一种直流输电定电压控制方法。常规直流输电系统通过调节换流器的触发角来实现电 压的调节,同时为了保证直流系统的稳定运行,维持稳定的功率传输,电压调节还要保证系 统电流维持在一定值,为此,本专利技术采用了以下方法来实现直流输电系统的定电压控制,其 流程图如图1所示,包括下述步骤: (1)确定换流站逆变器熄弧角: 根据直流电压设定值、逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值、系统直流电流、等 值换相电阻确定逆变器熄弧角,直流电压设定值为直流系统逆变器输出直流电压值,可以 直接设定,逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值由装设在换流变压器阀侧的电压互感器 实时采样得出,系统直流电流由装设在直流母线上的直流电流互感器实时采样得出,等值 换相电阻由换流变压器漏抗决定。 设直流电压设定值为Ud。,逆变站换流变压器阀侧交流电压有效值为Ua。,直流输电 系统直流电流为I d,等值换相电阻为dx,则换流站逆变器熄弧角λ。为: Λ ι?α + dJ.)x ^ - arccos ①。 (2)确定换流站逆变器触发角: 由逆变器熄弧角确定逆变器触发角,从而确定逆变器输出直流电压;由于逆变器 触发信号是逆变器触发角,仅由逆变器熄弧角不能确定逆变器触发信号,本专利技术设计了一 种新型的熄弧角一触发角转换方法,当直流系统直流电流变化时,如图3所示,保证逆变器 输出电压和电流按照正向斜率的关系变化,避免出现多个稳定运行点导致控制发生紊乱, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流输电系统定电压控制方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:(1)确定换流站逆变器熄弧角;(2)确定换流站逆变器触发角;(3)确定整流器触发角,对整流器进行定电流闭环控制,调节整流器电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张静魏晓光曹均正郭焕
申请(专利权)人:国家电网公司国网智能电网研究院中电普瑞电力工程有限公司国网山东省电力公司电力科学研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

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