一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法技术

本发明专利技术针对交直流互联系统提出了一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法。该方法首先根据直流换相原理建立了交直流系统换相过程数学模型；然后基于离散傅里叶变换对换流母线电压三相分量进行分解，并预测换相过程的换相电压；接着基于叠加定理预测换相过程的直流电流；最后通过比较熄弧角预测值和阀固有极限熄弧角的大小，来预测是否发生换相失败。该方法能在系统故障后快速预测换相失败的发生，有助于及时制定和采取紧急控制措施，对维持电力系统稳定运行具有重要意义。

A prediction method of commutation failure considering waveform distortion and DC current variation

【技术实现步骤摘要】
一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法
本专利技术涉及电力系统态势感知及趋势预测
，特别是一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法。
技术介绍
高压直流输电系统因其大容量、低损耗等特点，在解决能源负荷逆向分布问题上发挥着重要的作用。逆变侧换向失败一直以来都是高压直流输电系统最常见的故障之一。换向失败将导致直流传输功率迅速下降，对交流系统造成功率冲击，同时直流电压下降以及直流电流上升会加剧换流变压器直流磁偏置。故障严重时将引起连续换向失败甚至是邻近直流的相继换向失败，造成直流闭锁及大规模功率缺失，导致大规模停电事故。对换向失败的有效预测有助于及时制定和采取控制保护措施，提升交直流系统的安全稳定性。目前国内外广大学者对于换相失败预测的研究主要针对交流侧电压、直流侧电流等因素展开。但是上述方法大都通过制定与影响因素相关的指标来衡量对换相过程的影响，缺乏机理角度的分析，在预测精度及场景适用性方面存在一定的不足。因此，从换相失败机理出发，分析波形畸变及直流电流变化对换相过程的影响并制定相关的预测方法具有重要意义。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)建立交直流系统换相过程数学模型；/n(2)采集换流母线三相电压数据；/n(3)基于离散傅里叶变换计算三相电压各频次谐波的傅里叶展开系数，并预测换相过程换相电压；/n(4)基于叠加定理预测换相过程直流电流；/n(5)预测是否发生换相失败。/n

【技术特征摘要】
1.一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)建立交直流系统换相过程数学模型；
(2)采集换流母线三相电压数据；
(3)基于离散傅里叶变换计算三相电压各频次谐波的傅里叶展开系数，并预测换相过程换相电压；
(4)基于叠加定理预测换相过程直流电流；
(5)预测是否发生换相失败。


2.根据权利要求1所述的一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法，其特征在于，所述步骤(1)中交直流系统换相过程数学模型为：



式中，eba表示换相电压，tβ表示换相开始时刻，tγ表示换相结束时刻，Id表示直流电流，Lc表示交流电源等效电感。


3.根据权利要求1所述的一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法，其特征在于，所述步骤(2)中的采集换流母线三相电压数据的具体实现方法为：以故障发生/恢复时刻为零时刻，在预测第N+1周波换相电压的情况下，以采样频率fs采集第N周波内换流母线的三相电压ea、eb、ec。


4.根据权利要求1所述的一种考虑波形畸变及直流电流变化的换相失败预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中预测换相过程换相电压的具体实现步骤为：
(31)根据下式计算所需的采样点数M：
M＝floor(Tfs)
式中：floor表示向下取整函数，T表示一个采样周期的长度；
(32)根据离散傅里叶变换计算三相电压在第N周波采样数据的傅里叶展开系数



式中，n表示所求傅里叶展开系数对应的频次；
(33)根据下式计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤奕，张超明，郑晨一，刘福锁，王玉，
申请(专利权)人：东南大学，南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32