一种基于模型预测控制的换相失败控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于模型预测控制的换相失败控制方法，首先，当换流母线电压波形畸变后，利用最小二乘的方法对谐波参数进行拟合，通过拟合的参数计算线电压过零点偏移角度，基于上述参数建立电压波形与触发角及关断角的关联关系模型，通过滚动优化实时预测触发角信号改变量，并根据每次换相的调节偏差量进行反馈校正对下次换相的触发角进行修正，实现精确控制，最终确定该工况下最优触发角度，避免换相失败和逆变器闭锁事件的发生，进而保证高压直流输电系统和交直流混联电力系统的安全运行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模型预测控制的换相失败控制方法
本专利技术属于电力系统领域，涉及高压直流输电领域，具体涉及一种基于模型预测控制的换相失败控制方法。
技术介绍
在我国，大规模远距离电力传输的需求以及其在电力系统联网方面的独特优势使得促使众多高压直流输电工程的投运，交直流混联电网逐渐形成。换相失败是LCC-HVDC高压直流输电系统最常见的故障之一，会造成直流电压降低，电流短时增大，同时对交流系统产生巨大影响，若换相失败控制不当，可能会导致换流器闭锁，最终引发区域间功率传输中断。目前对于换相失败的评估和抑制措施的研究大多针对交流系统短路故障工况设计，包括比较由三相短路和单相接地短路故障引发换相失败的最小电压跌落、临界换相时间-电压面积与实际值大小等指标评估方法以及换相失败预测(CFPREV)等控制策略，这些方法的判据大多基于工频电压的幅值，无法考虑系统暂态过程中谐波等电压波形畸变对换相过程的影响。波形畸变(非正弦波)情况下，受换相电压不可预知的影响，换流阀在触发时刻无法准确得到换相结束后的关断角数值。国内外针对上述问题进行了相关研究，包括针对励磁涌流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模型预测控制的换相失败控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、逆变侧换流母线电压波形畸变后，依据最小二乘的方法拟合各次谐波参数，利用Levenberg-Marquardt算法对其求解；/n步骤2、依据换相时间-电压面积理论，由步骤1得到的各次谐波参数，建立电压波形与触发角及关断角的关联关系模型，用于建立触发角调节量的滚动优化模型，通过优化的方法求解得出当前时刻的触发角；/n步骤3、测量上一次换相过程关断角的实际值，利用其与关断角目标值的差值对步骤2所得的触发角信号进行加权修正，判断当前时刻是否到达到控制时序的终点，是则将修正后的触发信号作为下次换相最终的触发角输入到直流控制...

【技术特征摘要】
1.一种基于模型预测控制的换相失败控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、逆变侧换流母线电压波形畸变后，依据最小二乘的方法拟合各次谐波参数，利用Levenberg-Marquardt算法对其求解；
步骤2、依据换相时间-电压面积理论，由步骤1得到的各次谐波参数，建立电压波形与触发角及关断角的关联关系模型，用于建立触发角调节量的滚动优化模型，通过优化的方法求解得出当前时刻的触发角；
步骤3、测量上一次换相过程关断角的实际值，利用其与关断角目标值的差值对步骤2所得的触发角信号进行加权修正，判断当前时刻是否到达到控制时序的终点，是则将修正后的触发信号作为下次换相最终的触发角输入到直流控制系统，否则到下个采样时刻返回步骤1。


2.根据权利要求1所述的一种基于模型预测控制的换相失败控制方法，其特征在于，步骤1中利用最小二乘的方法拟合各次谐波的参数模型如下：



0≤Ui≤Uimax
0≤Ui′≤Uimax′
0≤U0≤U0max
其中，t为当前时刻，i为谐波频次，n为谐波频次上限，ω为基波角速度，U0为电压中的直流分量，Ui，Ui’分别为基波及各次谐波余弦，正弦分量幅值，U0max，Uimax，Uimax’为设置的各谐波分量幅值的上限值。


3.根据权利要求1所述的一种基于模型预测控制的换相失败控制方法，其特征在于，步骤2中根据换相时间-电压面积理论，电压波形与触发角α及关断角γ的关联关系模型具体为：
f(α)＝g(γ)






其中：Lc为折算到阀侧的换相电抗；Id为要传输的直流电流；δ为电压畸变造成的线电压过零点的偏移角度，Ui，为各次...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昊，焦在滨，张鹏辉，饶宇飞，李程昊，
申请(专利权)人：西安交通大学，国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：陕西;61