一种改进型定关断角控制方法技术

本发明专利技术公开了一种改进型定关断角控制方法，基于直流电流预测功能和临界关断电压时间面积两个方面，对现有定关断角控制方式进行改进。通过在触发角α时刻延时△T检测直流电流I

An improved control method of constant turn off angle

The invention discloses an improved constant turn off angle control method, which improves the existing constant turn off angle control method based on two aspects of DC current prediction function and critical turn off voltage time area. Detection of DC current I by delay \u25b3 t at trigger angle \u03b1

【技术实现步骤摘要】
一种改进型定关断角控制方法
本专利技术涉及高压直流
，更具体的说，涉及一种改进型定关断角控制方法。
技术介绍
我国能源高储备和电能重负荷地区呈现分布极不均匀的态势，利用具有远距离和大容量功率输送能力的高压直流输电系统进行大规模跨区域电力输送以有效改善这一问题。高压直流输电系统主要由送受端换流站和直流输电线路组成，换流器是换流站中最为重要的设备，主要负责交直流转换的工作。在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。换相失败是采用电网换相型换流器的高压直流系统中最为常见的故障，主要发生在受端换流器，其原因在于交流电压幅值降低和电压畸变。换相失败会导致逆变过程无法完成，并对一次设备的运行和整个电网的稳定性产生严重影响，倘若换相失败发生后调控失效，将引发继发性换相失败的出现，危及电网稳定运行，并最终致使直流系统闭锁、功率传输中止。因此，针对避免换相失败的对策措施的研究成为了直流输电领域的主要研究方向之一。传统的定关断角控制基于在不同运行方式下整定值均不变，没有考虑暂态运行时直流电流、换相电压等电气参数大幅度变化对换相过程的影响，从而不能有效抑制换相失败。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种有效抑制换相失败的改进型定关断角控制方法，提高了抵御换相失败的能力，解决了现有技术中没有考虑暂态运行时直流电流、换相电压等电气参数大幅度变化对换相过程的影响而不能有效抑制换相失败的技术问题。本专利技术提供了一种改进型定关断角控制方法，应用于高压直流系统，包括：计算换流器的提前触发角，以实现关断角控制的参考值的自适应调节；利用以下步骤实现对所述换流器的提前触发角的计算，包括：1)采用下式计算换相过程中的电流变化量ΔId式中α为提前触发角，Δt为换相开始后经过的极短时间，T为换相过程对应的时间长度，Id(α+Δt)为换相开始后经过Δt的电流值，Id(α)为换相开始时的电流值。2)采用下式计算定关断角控制的参考值γref式中γN为正常运行时关断角的参考值，U为换相电压的有效值，UN为正常运行时换相电压的有效值。3)采用下式计算换流器的提前触发角α式中Id为直流电流，ΔId为步骤1)得到的换相过程中的电流变化量，γref为步骤2)得到的定关断角控制的参考值，U为换相电压的有效值，Xc为换相电抗值，所述L为0或第一式子。可选的，在步骤2)计算完成后加入限幅环节，以保证关断角处于合理的范围。可选的，所述第一式子为K(Id-Io)，其中，所述K为增益，所述Id为直流电流，Io为电流整定值。可选的，所述第一式子计算完成后加入限幅环节。可选的，所述K取值0.1-0.3。可选的，所述步骤1)中，所述换相开始后经过的极短时间Δt取值为0.001-0.003s，换相过程对应的时间长度T取值为1.8-2.1ms。与现有技术相比，本专利技术之技术方案具有以下优点：(1)本专利技术的改进型定关断角控制方法综合考虑暂态过程中直流电流变化、换相电压变化和其过零点移相等影响因素，实现关断角控制的参考值γref的自适应调节，最后计算出所需提前触发角α，使得换流阀在故障情况下能够有足够的换相裕度，有效抑制了换相失败。(2)本专利技术能够保证在暂态运行时根据系统实际的运行情况进行自我调节，综合考虑直流电流变化、换相电压变化等影响因素，实现对关断角参考值γref的自适应调节，使得换流阀在故障情况下能够有足够的换相裕度，降低换相失败的发生概率，提高交流母线电压的稳定性。附图说明图1为本专利技术采用六脉冲触发方式的换流器接线图；图2为本专利技术换流阀V1向V3换相时的等值电路图；图3本专利技术改进型定关断角控制原理框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术提供了一种改进型定关断角控制方法，应用于高压直流系统，包括：计算换流器的提前触发角，以实现关断角控制的参考值的自适应调节；利用以下步骤实现对所述换流器的提前触发角的计算，包括：1)采用下式计算换相过程中的电流变化量ΔId式中α为提前触发角，Δt为换相开始后经过的极短时间，T为换相过程对应的时间长度，Id(α+Δt)为换相开始后经过Δt的电流值，Id(α)为换相开始时的电流值。可选的，所述步骤1)中，所述换相开始后经过的极短时间Δt取值为0.001-0.003s，换相过程对应的时间长度T取值为1.8-2.1ms。2)采用下式计算定关断角控制的参考值γref式中γN为正常运行时关断角的参考值，U为换相电压的有效值，UN为正常运行时换相电压的有效值。可选的，在步骤2)计算完成后加入限幅环节，以保证关断角处于合理的范围。3)采用下式计算换流器的提前触发角α式中Id为直流电流，ΔId为步骤1)得到的换相过程中的电流变化量，γref为步骤2)得到的定关断角控制的参考值，U为换相电压的有效值，Xc为换相电抗值，所述L为0或第一式子。可选的，所述第一式子为K(Id-Io)，其中，所述K为增益，所述Id为直流电流，Io为电流整定值。可选的，所述第一式子计算完成后加入限幅环节。可选的，所述K取值0.1-0.3。上述控制方法中式子的推导过程如下：图1是采用六脉冲触发方式的换流器接线图，V1～V6分别是由半控开关器件晶闸管构成的换流阀，i1～i6为流过各阀的电流；ua、ub、uc分别为交流三相电压，Lc为交流侧等值换相电感，ia、ib、ic分别是三相电流；Ud是直流系统受端出口电压，Ld是输电线路受端平波电抗器电感，Id是直流电流。图2是换流阀V1向V3换相时的等值电路图。设为换相过程中不同时刻对应的电角度，Xc为等效电感Lc的电抗值。由图2所述等值电路图，得到下式：可简化为：假定换流阀有理想通断性能，即换相发生前，阀处于完全关断状态，流经电流为零；换相结束后，换流阀完全导通，流通电流为直流电流Id。当时，为换相开始时刻的电角度；时，为换相过程结束时刻对应电角度。α为触发延迟角，μ为换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进型定关断角控制方法，应用于高压直流系统，其特征在于，包括：/n计算换流器的提前触发角，以实现关断角控制的参考值的自适应调节；/n利用以下步骤实现对所述换流器的提前触发角进行计算，包括：/n1)采用下式计算换相过程中的电流变化量ΔI

【技术特征摘要】
1.一种改进型定关断角控制方法，应用于高压直流系统，其特征在于，包括：
计算换流器的提前触发角，以实现关断角控制的参考值的自适应调节；
利用以下步骤实现对所述换流器的提前触发角进行计算，包括：
1)采用下式计算换相过程中的电流变化量ΔId



式中α为提前触发角，Δt为换相开始后经过的极短时间，T为换相过程对应的时间长度，Id(α+Δt)为换相开始后经过Δt的电流值，Id(α)为换相开始时的电流值；
2)采用下式计算定关断角控制的参考值γref



式中γN为正常运行时关断角的参考值，U为换相电压的有效值，UN为正常运行时换相电压的有效值；
3)采用下式计算换流器的提前触发角α



式中Id为直流电流，ΔId为步骤1)得到的换相过程中的电流变化量，γref为步骤2)得到的定关断角控制的参考值，U为换相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，王震，夏添，彭君哲，李辉，王煊博，卢盼，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43