预测型定关断角控制方法技术

本发明专利技术公开了一种预测型定关断角控制方法，通过分析逆变器换相过程获得计及换相期间直流电流变化的关断角计算公式，考虑了各交流换相电压幅值和相位的变化，利用滑动平均滤波器和二阶广义积分器分别对直流电流实测值和交流电压进行处理后用于各换流阀触发角的求解，并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出。这种控制方法能够有效提高系统抵御换相失败的能力。

【技术实现步骤摘要】
预测型定关断角控制方法
本专利技术涉及高压直流
，特别是涉及一种预测型定关断角控制方法。
技术介绍
高压直流控制系统中，极控制的控制特性直接决定了换流器触发角指令的变化趋势，对直流系统的暂态响应特性具有非常重要的影响。定关断角控制是逆变侧主要控制方式之一，其控制目的在于尽可能降低换流器无功消耗的同时，维持关断角不小于关断角参考值，以保证换流阀的正常关断。因此，定关断角控制故障暂态响应性能的好坏会在很大程度上影响换流器抵御换相失败的能力。换相失败是高压直流系统最常见的故障之一，主要原因是交流电压幅值降低和电压畸变。近年来随着多馈入直流电网和多端直流系统的发展，换相失败问题的研究被提到了一个新的高度。专利技术人发现传统技术中至少存在如下问题：实际直流工程中预测型定关断角控制是基于理想空载直流电压和直流电流指令值来对触发角进行求取的，这种求取方法会对故障暂态和准稳态时控制的响应速度和准确性造成不利影响。因此有必要研究计及换相期间直流电流变化，且考虑各交流换相电压幅值和相位的变化的高压直流预测型定关断角控制方法。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种预测型定关断角控制方法，能够有效提高系统抵御换相失败的能力，具体包括：采用一台12脉动晶闸管换流器和一台Y0/y联结变压器，对各换流阀触发角的求解并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出；步骤所述对各换流阀触发角的求解包括：上6脉动桥与一台Y0/y联结变压器Y侧连接，下6脉动桥与一台Y0/d联结变压器d侧连接；1)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa1c1采用下式计算：式中：Xr为换相电抗；id为直流电流；T为换相持续时间；为直流电流变化率；kT为换流变压器变比；UAC为Y0/y换流变压器Y0侧A、C相间线电压幅值；γ0为关断角参考值；φa1c1换相电压uac(Y0/y联结变压器y侧ac线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；2)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ba相延迟触发角αb1a1采用下式计算：式中：UBA为Y0/y换流变压器Y0侧B、A相间线电压幅值；φb1a1换相电压uba(Y0/y联结变压器y侧ba线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；3)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器cb相延迟触发角αc1b1采用下式计算：式中：UCB为Y0/y换流变压器Y0侧C、B相间线电压幅值；φc1b1换相电压ucb(Y0/y联结变压器y侧cb线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；4)Y0/d换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa2c2采用下式计算：式中：UA为Y0/d换流变压器Y0侧A相电压幅值；φa2c2换相电压ua2c2(Y0/y联结变压器y侧a相反相电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；5)Y0/d换流变压器连接阀组逆变器ba相延迟触发角αb2a2采用下式计算：式中：UB为Y0/d换流变压器Y0侧B相电压幅值；φb2a2换相电压ub2a2(Y0/y联结变压器y侧b相反相电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；6)Y0/d换流变压器连接阀组逆变器cb相延迟触发角αc2b2采用下式计算：式中：UC为Y0/d换流变压器Y0侧C相电压幅值；φc2b2换相电压uc2b2(Y0/y联结变压器y侧c相反相电压)的过零点相位超前于正常工况的角度。可选的，步骤所述对各换流阀触发角的求解之前还包括：检测到电压过零点后根据锁相环输出相位得到过零时刻对应相位。可选的，步骤所述对各换流阀触发角的求解之前还包括：将所述相位与正常工况下的相位进行比较得到相位偏移角度。可选的，采用12脉动换流器的额定直流电压为500kV，额定直流电流为2kA。可选的，所述关断角参考值γ0均设置为17°本专利技术具有如下优点和有益效果：通过分析逆变器换相过程获得计及换相期间直流电流变化的关断角计算公式，考虑了各交流换相电压幅值和相位的变化，利用滑动平均滤波器和二阶广义积分器分别对直流电流实测值和交流电压进行处理后用于各换流阀触发角的求解，并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出。这种控制方法能够有效提高系统抵御换相失败的能力。附图说明图1为本专利技术高压直流预测型定关断角控制方法示意图；图2为本专利技术高压直流Y0/y换流变压器连接阀组ac相预测型定关断角控制原理框图；图3为本专利技术高压直流Y0/y换流变压器连接阀组ba相预测型定关断角控制原理框图；图4为本专利技术高压直流Y0/y换流变压器连接阀组cb相预测型定关断角控制原理框图；图5为本专利技术高压直流Y0/d换流变压器连接阀组ac相预测型定关断角控制原理框图；图6为本专利技术高压直流Y0/d换流变压器连接阀组ba相预测型定关断角控制原理框图；图7为本专利技术高压直流Y0/d换流变压器连接阀组cb相预测型定关断角控制原理框图；图8为本专利技术利用二阶广义积分器进行交流换相电压幅值进行检测原理图；图9为本专利技术一个示例中的CIGRE直流输电标准测试系统；图10为本专利技术一个示例中CIGRE直流输电标准测试系统SCR＝2.5时两种控制下的换相失败免疫因子对比图11为本专利技术一个示例中CIGRE直流输电标准测试系统SCR＝2.5时两种控制下系统的故障响应特性对比图12为本专利技术一个示例中CIGRE直流输电标准测试系统SCR＝10时两种控制下的换相失败免疫因子对比图13为本专利技术一个示例中CIGRE直流输电标准测试系统SCR＝25时两种控制下的换相失败免疫因子对比。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的首选实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。12脉动晶闸管换流器包括有上6脉动桥及下6脉动桥，上6脉动桥与一台Y0/y联结变压器Y侧连接，下6脉动桥与一台Y0/d联结变压器d侧连接。1)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa1c1采用下式计算：式中：Xr为换相电抗；id为直流电流；T为换相持续时间；为直流电流变化率；kT为换流变压器变比；UAC为Y0/y换流变压器Y0侧A、C相间线电压幅值；γ0为关断角参考值；φa1c1换相电压uac(Y0/y联结变压器y侧ac线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度。2)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ba相延迟触发角αb1a1采用下式计算：式中：UBA为Y0/y换流变压器Y0侧B、A相间线电压幅值；φb1a1换相电压uba(Y0/y联结变压器y侧ba线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度。3)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器cb相延迟触发角αc1b1采用下式计算：式中：UCB为Y0/y换流变压器Y0侧C、B相间线电压幅值；φc1b1换相电压ucb(Y0/y联结变压器y侧cb线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度。4)Y0/d换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa2c2采用下式计算：式中：U本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.预测型定关断角控制方法，其特征在于，采用一台12脉动晶闸管换流器和一台Y0/y联结变压器，对各换流阀触发角的求解并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出；步骤所述对各换流阀触发角的求解包括：上6脉动桥与一台Y0/y联结变压器Y侧连接，下6脉动桥与一台Y0/d联结变压器d侧连接；1)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa1c1采用下式计算：

【技术特征摘要】
1.预测型定关断角控制方法，其特征在于，采用一台12脉动晶闸管换流器和一台Y0/y联结变压器，对各换流阀触发角的求解并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出；步骤所述对各换流阀触发角的求解包括：上6脉动桥与一台Y0/y联结变压器Y侧连接，下6脉动桥与一台Y0/d联结变压器d侧连接；1)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa1c1采用下式计算：式中：Xr为换相电抗；id为直流电流；T为换相持续时间；为直流电流变化率；kT为换流变压器变比；UAC为Y0/y换流变压器Y0侧A、C相间线电压幅值；γ0为关断角参考值；φa1c1换相电压uac(Y0/y联结变压器y侧ac线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；2)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ba相延迟触发角αb1a1采用下式计算：式中：UBA为Y0/y换流变压器Y0侧B、A相间线电压幅值；φb1a1换相电压uba(Y0/y联结变压器y侧ba线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；3)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器cb相延迟触发角αc1b1采用下式计算：式中：UCB为Y0/y换流变压器Y0侧C、B相间线电压幅值；φc1b1换相电压ucb(Y0/y联结变压器y侧cb线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；4)Y0/d换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角αa2c2采用下式计算：式中...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪娟娟，傅闯，王子民，黄梦华，李欢，李战鹰，李子林，龚英明，黄星海，
申请(专利权)人：华南理工大学，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44