一种基于动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法及系统，所述方法包括：实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值；根据预设规则以及三相电压每一相的幅值，计算获得换流母线的电压跌落值；根据电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线；根据电流偏差控制曲线按预设规则对熄弧角进行实时调节；所述方法及系统依据熄弧角增量会随电流偏差控制斜升函数斜率的变化而改变这一关联性，通过动态电流偏差控制，实现对熄弧角的实时调节，有效降低直流系统连续换相失败发生概率，改善直流系统运行特性；所述方法及系统易实现，无需配备额外的辅助设备也无需改造换流器等其他补充投入，具有较强的工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法及系统
本专利技术涉及电力
，更具体地，涉及一种基于动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法及系统。
技术介绍
LCC-HVDC系统连续换相失败的抑制措施大致分为3类：配备额外的辅助设备、改造换流器的拓扑、优化直流控制策略。在配备额外的辅助设备方面，有资料提出采用直流限流器限制直流电流上升从而降低换相失败发生的概率，但传统型直流限流器因受直流系统经济运行约束，对连续换相失败的抑制能力有限；超导型及电力电子型直流限流器因其造价高昂等原因限制了其在实际工程中的应用。也有文献从受端无功补偿优化角度稳定受端换流母线电压从而达到抑制连续换相失败的目的，但无功补偿设备的动作机理与HVDC系统之间的耦合特性，有待进一步研究。在改造换流器的拓扑方面，电容换相换流器和可控串联电容换相换流器利用串联电容提供辅助换相电压来避免换相失败，但存在谐波污染、对换流阀的绝缘要求高等不足，所以并未广泛应用在实际工程中。有的方法在LCC原阀臂或换流变与换流阀之间串接一定数量的可控子模块构成新型换流器，达到辅助换相的目的。但这些新型换流器拓扑存在子模块换相匹配有难度、LCC-HVDC控制系统复杂度增加等问题，工程实施难度大。在优化直流控制抑制连续换相失败的策略方面，大致可分为：减小直流电流指令值，和提前触发或者改变熄弧角整定值。减小直流电流指令值能优化VDCOL输出电流指令值，从而抑制连续换相失败发生，但需预防直流系统恢复较慢时对交流系统的暂态稳定造成的不利影响。在提前触发或者改变熄弧角整定值方面，有文献结合换相失败预测控制实现提前触发以获得较大的换相裕度，虽能一定程度上降低换相失败风险，但提前触发会使无功消耗增加，不利于交流电压的恢复。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的连续换相失败的措施在实施时存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法及系统，所述方法及系统依据熄弧角增量会随电流偏差控制斜升函数斜率的变化而改变这一关联性，通过动态电流偏差控制，实现对熄弧角的实时调节，有效降低直流系统连续换相失败发生概率，改善直流系统运行特性；所述一种动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法，包括：实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值；根据预设规则以及所述三相电压每一相的幅值，计算获得换流母线的电压跌落值；根据所述电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线；根据所述电流偏差控制曲线按预设规则对熄弧角进行实时调节。进一步的，所述实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值，包括：通过二阶广义积分器检测法对所述逆变侧换流母线三相电压每一相进行检测并计算获得。进一步的，所述计算获得换流母线的电压跌落值的预设规则包括：对比所述逆变侧换流母线三相电压每一相幅值，获得最小幅值；由1减去所述最小幅值，获得所述换流母线的电压跌落值。进一步的，在计算获得换流母线的电压跌落值后，所述方法还包括：比对所述电压跌落值以及预设的限幅区间，判断所述电压跌落值是否在所述预设的限幅区间内；若在所述限幅区间内，则继续执行后续步骤；若不在所述限幅区间内，则根据预设规则进行极端情况预警。进一步的，所述根据所述电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线，包括：将所述电压跌落值带入预设的电流偏差控制函数模板，获得电流偏差控制曲线；所述预设的电流偏差控制函数模板为：其中，ΔId为实测直流电流与直流电流指令值之间的电流偏差值；ΔUm为电压跌落值；Δγmax为交流系统正常运行时熄弧角的最大值常量；ΔIH为交流系统正常运行时熄弧角的最大值常量对应的电流偏差值常量。进一步的，根据预设规则计算获得换流母线电压零序分量的幅值；通过预设的滞环比较器判断所述换流母线电压零序分量的幅值是否超过预设阈值；若超过所述预设阈值，则将电压跌落值设定为预设的恒定值。进一步的，根据预设规则计算获得换流母线电压零序分量的幅值，包括：通过所述逆变侧换流母线三相电压的均值获得所述换流母线电压零序分量；通过二阶广义积分器检测法进行检测并计算获得所述换流母线电压零序分量的幅值。进一步的，所述预设阈值通过下式计算获得：U0mz＝Kr*U01max其中，U0mz为预设阈值，Kr为可靠系数，Kr≥1；所述U01max为单相接地故障刚好不会导致换相失败发生时对应的换流母线零序电压幅值的最大值。进一步的，所述预设的恒定值采用穷举法在预设的电压跌落值限幅区间内进行仿真择优确定；所述仿真通过抑制单相故障导致的连续换相失败效果和故障切除后直流功率的恢复为约束。所述一种动态电流偏差控制的连续换相失败抑制系统包括：采集检测单元，所述采集检测单元用于实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值；控制计算单元，所述控制计算单元用于根据预设规则以及所述三相电压每一相的幅值，计算获得换流母线的电压跌落值；所述控制计算单元用于根据所述电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线；调节单元，所述调节单元用于根据所述电流偏差控制曲线按预设规则对熄弧角进行实时调节。进一步的，所述采集检测单元用于通过二阶广义积分器检测法对所述逆变侧换流母线三相电压每一相进行检测并计算获得。进一步的，所述控制计算单元用于对比所述逆变侧换流母线三相电压每一相幅值，获得最小幅值；由1减去所述最小幅值，获得所述换流母线的电压跌落值。进一步的，所述控制计算单元用于比对所述电压跌落值以及预设的限幅区间，判断所述电压跌落值是否在所述预设的限幅区间内；若在所述限幅区间内，则继续执行后续步骤；若不在所述限幅区间内，则根据预设规则进行极端情况预警。进一步的，所述控制计算单元用于将所述电压跌落值带入预设的电流偏差控制函数模板，获得电流偏差控制曲线；所述预设的电流偏差控制函数模板为：其中，ΔId为实测直流电流与直流电流指令值之间的电流偏差值；ΔUm为电压跌落值；Δγmax为交流系统正常运行时熄弧角的最大值常量；ΔIH为交流系统正常运行时熄弧角的最大值常量对应的电流偏差值常量。进一步的，所述系统还包括滞环比较单元；所述采集检测单元用于根据预设规则计算获得换流母线电压零序分量的幅值；所述滞环比较单元用于通过预设的滞环比较器判断所述换流母线电压零序分量的幅值是否超过预设阈值；若超过所述预设阈值，则将电压跌落值设定为预设的恒定值。进一步的，所述采集检测单元用于通过所述逆变侧换流母线三相电压的均值获得所述换流母线电压零序分量；所述采集检测单元用于通过二阶广义积分器检测法进行检测并计算获得所述换流母线电压零序分量的幅值。本专利技术的有益效果为：本专利技术的技术方案，给出了一种基于动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法及系统，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述方法包括：/n实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值；/n根据预设规则以及所述三相电压每一相的幅值，计算获得换流母线的电压跌落值；/n根据所述电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线；/n根据所述电流偏差控制曲线按预设规则对熄弧角进行实时调节。/n

【技术特征摘要】
1.一种动态电流偏差控制的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述方法包括：
实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值；
根据预设规则以及所述三相电压每一相的幅值，计算获得换流母线的电压跌落值；
根据所述电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线；
根据所述电流偏差控制曲线按预设规则对熄弧角进行实时调节。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时采集逆变侧换流母线三相电压每一相的幅值，包括：
通过二阶广义积分器检测法对所述逆变侧换流母线三相电压每一相进行检测并计算获得。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算获得换流母线的电压跌落值的预设规则包括：
对比所述逆变侧换流母线三相电压每一相幅值，获得最小幅值；
由1减去所述最小幅值，获得所述换流母线的电压跌落值。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算获得换流母线的电压跌落值后，所述方法还包括：
比对所述电压跌落值以及预设的限幅区间，判断所述电压跌落值是否在所述预设的限幅区间内；
若在所述限幅区间内，则继续执行后续步骤；
若不在所述限幅区间内，则根据预设规则进行极端情况预警。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述电压跌落值以及预设的电流偏差控制函数模板，确定电流偏差控制曲线，包括：
将所述电压跌落值带入预设的电流偏差控制函数模板，获得电流偏差控制曲线；所述预设的电流偏差控制函数模板为：



其中，ΔId为实测直流电流与直流电流指令值之间的电流偏差值；ΔUm为电压跌落值；Δγmax为交流系统正常运行时熄弧角的最大值常量；ΔIH为交流系统正常运行时熄弧角的最大值常量对应的电流偏差值常量。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
根据预设规则计算获得换流母线电压零序分量的幅值；
通过预设的滞环比较器判断所述换流母线电压零序分量的幅值是否超过预设阈值；
若超过所述预设阈值，则将电压跌落值设定为预设的恒定值。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据预设规则计算获得换流母线电压零序分量的幅值，包括：
通过所述逆变侧换流母线三相电压的均值获得所述换流母线电压零序分量；
通过二阶广义积分器检测法进行检测并计算获得所述换流母线电压零序分量的幅值。


8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设阈值通过下式计算获得：
U0mz＝Kr*U01max
其中，U0mz为预设阈值，Kr为可靠系数，Kr≥1；所述U01max为单相接地故障刚好不会导致换相失败发生时对应的换流母线零序电压幅值的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹虹，王兴国，杜丁香，戴志辉，潘星宇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：北京;11