一种高压直流输电混合换流器的控制方法技术

本发明专利技术提供一种高压直流输电混合换流器的控制方法，包括：分析采用所述混合换流器的系统的物理特征，对所述物理特征进行评价，判断所述混合换流器处于下面哪一种状态：换相失败、换相失败概率高、换相失败概率不高，如果所述混合换流器处于换相失败的状态，关断所述混合换流器的被换相桥臂，从而强制换相；如果所述混合换流器处于换相失败概率高的状态，提前使所述混合换流器的被换相桥臂保持关断，从而强制换相；如果所述混合换流器处于换相失败概率不高的状态，维持所述混合换流器的运行。本发明专利技术提高了所述高压直流输电混合换流器的抵御换相失败能力，减少了换相失败故障发生次数。

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流输电混合换流器的控制方法
本专利技术属于直流输电领域，特别涉及一种高压直流输电混合换流器的控制方法。
技术介绍
现有的高压直流输电技术(HVDC，High-VoltageDirectCurrent)由于其输送容量大、损耗低、可靠性高等优势，目前被广泛应用。而换相失败是直流输电系统发生概率较高的故障之一。在换流器中，退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程未进行完毕，则在阀电压变成正向时，被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，这种情况称为换相失败。换相失败将会导致换流阀闭锁，中断直流系统的输电通道，严重的情况下可能会导致电网崩溃。传统高压直流输电换流器采用晶闸管组成三相桥式整流单元作为基本单元，其中每个桥臂均由晶闸管阀串组成，但由于晶闸管阀串无法主动控制电流关断，使得传统高压直流输电换流器具有较大的换流电流和无功支撑，存在换相失败的风险，可靠性有待提高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种为抵御换相失败的高压直流输电混合换流器的控制方法。本专利技术提供的一种高压直流输电混合换流器的控制方法，包括步骤：分析采用所述高压直流输电混合换流器的系统的物理特征，对所述物理特征进行评价，判断所述高压直流输电混合换流器处于下面哪一种状态：换相失败、换相失败概率高、换相失败概率不高，如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败的状态，关断所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂，从而强制换相；如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败概率高的状态，提前使所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂保持关断，从而强制换相。如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败概率不高的状态，维持所述高压直流输电混合换流器的运行。进一步，所述物理特征包括：所述系统的逆变侧三相交流电压和三相交流电流，所述系统的直流侧直流电流和直流电压，所述高压直流输电混合换流器的桥臂电流、桥臂电压和关断角。进一步，如果所述高压直流输电混合换流器的任一桥臂电流或桥臂电压经历了下降为0，但在一个周波内，所述桥臂电流或桥臂电压又重新建立并上升至额定值，或所述桥臂电流或桥臂电压在一个周波内经历了下降而后重新上升至所述额定值，或所述桥臂电流或桥臂电压的变化率在一个周波内存在一个依次为小于0，等于0，大于0的过程，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态。进一步，如果所述系统判断所述关断角在换相过程中小于所述混合换流器的固有关断角，则判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态。进一步，如果所述桥臂电压经历一个由负转为正，但正向桥臂电压尚未建立到额定值前就跌落至0的过程，则判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态。进一步，当所述三相交流电压或三相交流电流最低跌落幅度不低于40％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率高的状态；当所述三相交流电压或三相交流电流最高跌落幅度为低于40％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率不高的状态。进一步，还包括步骤A：当所述三相交流电压或三相交流电流的换相面积不大于所述系统换相成功时的所述三相交流电压或三相交流电流的最小换相面积的70％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率高的状态；当所述三相交流电压或三相交流电流的换相面积大于所述系统换相成功时的所述三相交流电压或三相交流电流的最小换相面积的70％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率不高的状态。进一步，在所述步骤A之前，对于所述三相交流电压和三相交流电流，进行连续多次采样，再对采样所得到的数据进行sin-cos分解检测，由此计算所述三相交流电压和交流电流的换相面积。进一步，对于所述直流电压和直流电压进行谐波分解，提取谐波特征进行分析，然后对所得到的各次谐波进行换相面积计算，当所述各次谐波换相面积系数之和不低于10％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率高的状态；当所述各次谐波换相面积系数之和低于10％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率不高的状态。进一步，所述桥臂电流高于最大可关断电流时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率高的状态；所述桥臂电流不高于所述最大可关断电流时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率不高的状态。进一步，如果所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态，由所述高压直流输电混合换流器的换流器阀级控制单元发送关断信号至所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂的可关断管阀串的可关断管。进一步，如果所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率高的状态，由高压直流输电混合换流器的换流器阀级控制单元发送关断信号至所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂的可关断管阀串的可关断管；如果所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率不高的状态，保持所述高压直流输电混合换流器运行模式不变。本专利技术的高压直流输电混合换流器的控制方法，是针对现有的高压直流输电换流器存在且发生的换相失败的故障问题，采用新型的高压直流输电混合换流器，利用快速换相失败检测和识别的换流器控制方法，本专利技术提高换流器的抵御换相失败能力，从而减少换相失败故障发生次数。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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示出了采用本专利技术的控制方法的高压直流输电混合换流器结构示意图；图2示出了根据本专利技术实施例的高压直流输电混合换流器的控制方法的控制逻辑图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1所示为采用本专利技术的控制方法的高压直流输电混合换流器结构。由图1可知，所述高压直流输电混合换流器共有6个完全相同的桥臂：Ap、An、Bp、Bn、Cp、Cn；P点和N点分别为直流电压连接点，P为正极，N为负极，A、B和C点为所述高压直流输电混合换流器与三相交流电的连接点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，包括步骤：/n分析采用所述高压直流输电混合换流器的系统的物理特征，对所述物理特征进行评价，判断所述高压直流输电混合换流器处于下面哪一种状态：换相失败、换相失败概率高、换相失败概率不高，/n如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败的状态，关断所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂，从而强制换相；/n如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败概率高的状态，提前使所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂保持关断，从而强制换相。/n如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败概率不高的状态，维持所述高压直流输电混合换流器的运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，包括步骤：
分析采用所述高压直流输电混合换流器的系统的物理特征，对所述物理特征进行评价，判断所述高压直流输电混合换流器处于下面哪一种状态：换相失败、换相失败概率高、换相失败概率不高，
如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败的状态，关断所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂，从而强制换相；
如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败概率高的状态，提前使所述高压直流输电混合换流器的被换相桥臂保持关断，从而强制换相。
如果所述高压直流输电混合换流器处于换相失败概率不高的状态，维持所述高压直流输电混合换流器的运行。


2.根据权利要求1所述的一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，
所述物理特征包括：
所述系统的逆变侧三相交流电压和三相交流电流，
所述系统的直流侧直流电流和直流电压，
所述高压直流输电混合换流器的桥臂电流、桥臂电压和关断角。


3.根据权利要求2所述的一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，
如果所述高压直流输电混合换流器的任一桥臂电流或桥臂电压经历了下降为0，但在一个周波内，所述桥臂电流或桥臂电压又重新建立并上升至额定值，或
所述桥臂电流或桥臂电压在一个周波内经历了下降而后重新上升至所述额定值，或
所述桥臂电流或桥臂电压的变化率在一个周波内存在一个依次为小于0，等于0，大于0的过程，
判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态。


4.根据权利要求2所述的一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，
如果所述系统判断所述关断角在换相过程中小于所述混合换流器的固有关断角，则判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态。


5.根据权利要求2所述的一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，
如果所述桥臂电压经历一个由负转为正，但正向桥臂电压尚未建立到额定值前就跌落至0的过程，则判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败的状态。


6.根据权利要求2所述的一种高压直流输电混合换流器的控制方法，其特征在于，
当所述三相交流电压或三相交流电流最低跌落幅度不低于40％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率高的状态；
当所述三相交流电压或三相交流电流最高跌落幅度为低于40％时，判定所述高压直流输电混合换流器处于所述换相失败概率不高的状态。

【专利技术属性】
技术研发人员：曾嵘，许超群，张翔宇，余占清，赵彪，陈政宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11