一种高压直流输电的低压限流控制方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压直流输电的低压限流控制方法、系统及装置，包括：根据高压直流输电系统的工作参数确定启动电压、最小允许电压、最大允许电流及最小允许电流；将以启动电压和最大允许电流为一端点、以最小允许电压和最小允许电流为另一端点的UI特性曲线分成N段子曲线，并设定每段子曲线的斜率；对应较大电压的子曲线斜率＞对应较小电压的子曲线斜率；将两端点的坐标值和每段子曲线的斜率代入电压电流关系式，获取相邻子曲线的交点坐标值，以得到变斜率的UI特性曲线；在系统工作过程中，当实际直流电压小于启动电压时，根据所得UI特性曲线对直流电流指令进行限制。可见，本申请避免了系统连续换相失败，且保证了系统较快恢复正常运行。

A Low Voltage Current Limiting Control Method, System and Device for HVDC Transmission

The invention discloses a low voltage current limiting control method, system and device for HVDC transmission, which includes: determining starting voltage, minimum allowable voltage, maximum allowable current and minimum allowable current according to the working parameters of HVDC transmission system; UI with starting voltage and maximum allowable current as end points and minimum allowable voltage and minimum allowable current as other end points. The property curve is divided into N-segment sub-curves and the slope of each sub-curve is set; the slope of sub-curve corresponding to larger voltage > the slope of sub-curve corresponding to smaller voltage; the coordinate values of two endpoints and the slope of each sub-curve are substituted into the voltage-current relationship to obtain the coordinate values of the intersecting points of adjacent sub-curves, so as to obtain the UI characteristic curve of variable slope; in the process of system operation, when the actual DC current is applied. When the voltage is less than the starting voltage, the DC current instruction is limited according to the UI characteristic curve. It can be seen that this application avoids the failure of continuous commutation of the system and ensures that the system returns to normal operation quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电的低压限流控制方法、系统及装置
本专利技术涉及高压直流输电领域，特别是涉及一种高压直流输电的低压限流控制方法、系统及装置。
技术介绍
目前，高压直流输电技术在限制系统短路电流水平、隔断交直流系统间故障影响及解决大容量远距离输电等问题上具有较大优势，因此高压直流输电系统在电网中得到广泛应用。现有技术中，高压直流输电系统内开关器件通常采用无关断能力的晶闸管，所以高压直流输电系统逆变侧发生换相失败是一种常见的故障，它会导致系统直流电压降低、直流输电功率减少、直流电流增大及换流阀寿命缩短等不良后果。如果换相失败后控制不当，还会引发后续的换相失败，最终导致系统直流传输中断。为了防止高压直流输电系统出现连续换相失败，现有技术通常采用低压限流控制方法：在系统直流电压下降到一个指定值时，对系统的直流电流指令进行限制，目的是防止故障期间系统直流电流的迅速增大，降低系统无功需求，从而有利于系统直流电压的维持或恢复，进而起到预防换相失败的作用。具体地，现有的低压限流控制方法采用线性控制方式，如图1所示(图1中，UDC*为系统直流电压，UH*为系统启动电压，UL*为系统最小允许电压，Iord*为系统直流电流指令，IH*为系统最大允许电流，IL*为系统最小允许电流)。但是，当系统发生严重故障时，其响应较慢，导致逆变侧电压和直流输电功率调整缓慢，对于低电压水平时直流电流的增长速度来说，仍难以避免系统发生连续换相失败，且不利于故障切除后系统的恢复。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高压直流输电的低压限流控制方法、系统及装置，避免了系统发生连续换相失败的情况，且保证了系统较快恢复正常运行。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高压直流输电的低压限流控制方法，包括：预先根据高压直流输电系统的工作参数确定系统的启动电压、最小允许电压、最大允许电流及最小允许电流；将以所述启动电压和所述最大允许电流为一个端点、以所述最小允许电压和所述最小允许电流为另一个端点的UI特性曲线分成N段子曲线，并设定每段子曲线的斜率；其中，对应较大直流电压的子曲线的斜率＞对应较小直流电压的子曲线的斜率；N为大于1的整数；将两端点的坐标值和每段子曲线的斜率代入预设电压电流关系式，获取相邻子曲线的交点坐标值，以最终得到变斜率的UI特性曲线；在所述系统工作的过程中，当所述系统的实际直流电压小于所述启动电压时，根据变斜率的所述UI特性曲线对所述系统的直流电流指令进行限制。优选地，所述预设电压电流关系式包括电流坐标求取关系式和电压坐标求取关系式其中，I1为所述最大允许电流，IN+1为所述最小允许电流，1＜i＜N+1且i为整数，Ii为第i-1段子曲线和第i段子曲线的交点对应的电流值，Ui为第i-1段子曲线和第i段子曲线的交点对应的电压值，Ki为第i段子曲线的斜率。优选地，在获取相邻子曲线的交点坐标值之后，在最终得到变斜率的UI特性曲线之前，该低压限流控制方法还包括：利用预设迭代算法对所述交点坐标值进行迭代计算，得到最优交点坐标值；则所述最终得到变斜率的UI特性曲线的过程，包括：根据两端点的坐标值和所述最优交点坐标值得到变斜率的UI特性曲线。优选地，该低压限流控制方法还包括：当所述系统的实际直流电压小于所述启动电压时，控制提示装置发出表示系统进入低压限流控制的提示信息。优选地，所述提示装置具体为指示灯或蜂鸣器。优选地，0.7*所述系统的额定电压≤所述启动电压≤0.9*所述额定电压，0.1*所述额定电压≤所述最小允许电压≤0.2*所述额定电压，0.1*所述系统的额定电流≤所述最小允许电流≤0.2*所述额定电流，所述最大允许电流＝所述额定电流。优选地，N＝6。优选地，所述根据变斜率的所述UI特性曲线对所述系统的直流电流指令进行限制的过程，包括：根据变斜率的所述UI特性曲线得到直流电流指令关系式其中，Iord为系统直流电流指令，UDC为系统直流电压；将所述实际直流电压代入对应直流电流指令关系式，得到所述系统的直流电流指令，以按照所述直流电流指令控制所述系统的直流电流。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种高压直流输电的低压限流控制系统，包括：端点确定模块，用于预先根据高压直流输电系统的工作参数确定系统的启动电压、最小允许电压、最大允许电流及最小允许电流；曲线设定模块，用于将以所述启动电压和所述最大允许电流为一个端点、以所述最小允许电压和所述最小允许电流为另一个端点的UI特性曲线分成N段子曲线，并设定每段子曲线的斜率；其中，对应较大直流电压的子曲线的斜率＞对应较小直流电压的子曲线的斜率；N为大于1的整数；曲线获取模块，用于将两端点的坐标值和每段子曲线的斜率代入预设电压电流关系式，获取相邻子曲线的交点坐标值，以最终得到变斜率的UI特性曲线；限流控制模块，用于在所述系统工作的过程中，当所述系统的实际直流电压小于所述启动电压时，根据变斜率的所述UI特性曲线对所述系统的直流电流指令进行限制。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种高压直流输电的低压限流控制装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于在执行所述计算机程序时实现上述任一种高压直流输电的低压限流控制方法。本专利技术提供了一种高压直流输电的低压限流控制方法，包括：预先根据高压直流输电系统的工作参数确定系统的启动电压、最小允许电压、最大允许电流及最小允许电流；将以启动电压和最大允许电流为一个端点、以最小允许电压和最小允许电流为另一个端点的UI特性曲线分成N段子曲线，并设定每段子曲线的斜率；其中，对应较大直流电压的子曲线的斜率＞对应较小直流电压的子曲线的斜率；将两端点的坐标值和每段子曲线的斜率代入预设电压电流关系式，获取相邻子曲线的交点坐标值，以最终得到变斜率的UI特性曲线；在系统工作的过程中，当系统的实际直流电压小于启动电压时，根据变斜率的UI特性曲线对系统的直流电流指令进行限制。可见，本申请的UI特性曲线包含N段斜率不同的子曲线(对应越大直流电压的子曲线的斜率越大)。也就是说，当系统直流电压处于较低水平时，系统所能提供的无功功率较少，此时系统直流电流应以较缓慢的速度增长，从而相比于现有技术，减小了换相时的无功消耗，促进了换相电压的恢复；当系统直流电压达到较高水平时，系统所能提供的无功功率较多，此时系统直流电流应以较快的速度增长，从而促进了系统传输功率的恢复，进而避免了系统发生连续换相失败的情况，且保证了系统较快恢复正常运行。本专利技术还提供了一种高压直流输电的低压限流控制系统及装置，与上述低压限流控制具有相同的有益效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种低压限流控制UI特性曲线；图2为本专利技术实施例提供的一种高压直流输电的低压限流控制方法的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种高压直流输电系统模型的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种低压限流控制UI变斜率特性曲线；图5为本专利技术实施例提供的一种高压直流输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流输电的低压限流控制方法，其特征在于，包括：预先根据高压直流输电系统的工作参数确定系统的启动电压、最小允许电压、最大允许电流及最小允许电流；将以所述启动电压和所述最大允许电流为一个端点、以所述最小允许电压和所述最小允许电流为另一个端点的UI特性曲线分成N段子曲线，并设定每段子曲线的斜率；其中，对应较大直流电压的子曲线的斜率＞对应较小直流电压的子曲线的斜率；N为大于1的整数；将两端点的坐标值和每段子曲线的斜率代入预设电压电流关系式，获取相邻子曲线的交点坐标值，以最终得到变斜率的UI特性曲线；在所述系统工作的过程中，当所述系统的实际直流电压小于所述启动电压时，根据变斜率的所述UI特性曲线对所述系统的直流电流指令进行限制。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电的低压限流控制方法，其特征在于，包括：预先根据高压直流输电系统的工作参数确定系统的启动电压、最小允许电压、最大允许电流及最小允许电流；将以所述启动电压和所述最大允许电流为一个端点、以所述最小允许电压和所述最小允许电流为另一个端点的UI特性曲线分成N段子曲线，并设定每段子曲线的斜率；其中，对应较大直流电压的子曲线的斜率＞对应较小直流电压的子曲线的斜率；N为大于1的整数；将两端点的坐标值和每段子曲线的斜率代入预设电压电流关系式，获取相邻子曲线的交点坐标值，以最终得到变斜率的UI特性曲线；在所述系统工作的过程中，当所述系统的实际直流电压小于所述启动电压时，根据变斜率的所述UI特性曲线对所述系统的直流电流指令进行限制。2.如权利要求1所述的高压直流输电的低压限流控制方法，其特征在于，所述预设电压电流关系式包括电流坐标求取关系式和电压坐标求取关系式其中，I1为所述最大允许电流，IN+1为所述最小允许电流，1＜i＜N+1且i为整数，Ii为第i-1段子曲线和第i段子曲线的交点对应的电流值，Ui为第i-1段子曲线和第i段子曲线的交点对应的电压值，Ki为第i段子曲线的斜率。3.如权利要求2所述的高压直流输电的低压限流控制方法，其特征在于，在获取相邻子曲线的交点坐标值之后，在最终得到变斜率的UI特性曲线之前，该低压限流控制方法还包括：利用预设迭代算法对所述交点坐标值进行迭代计算，得到最优交点坐标值；则所述最终得到变斜率的UI特性曲线的过程，包括：根据两端点的坐标值和所述最优交点坐标值得到变斜率的UI特性曲线。4.如权利要求3所述的高压直流输电的低压限流控制方法，其特征在于，该低压限流控制方法还包括：当所述系统的实际直流电压小于所述启动电压时，控制提示装置发出表示系统进入低压限流控制的提示信息。5.如权利要求4所述的高压直流输电的低压限流控制方法，其特征在于，所述提示装置具体为指示灯或蜂鸣器。6.如权利要求3所述的高压直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云亭，
申请(专利权)人：李云亭，
类型：发明
国别省市：山东,37