一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法技术

本发明专利技术公开一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，包括：步骤S1，检测到交流故障后，基于设定周期的逆变侧三相电压数据，拟合下一周期的三相电压并转换为线电压形式；步骤S2，根据线电压形式，预测下一周期内各个换相过程所对应的换相电压过零点时刻；步骤S3，在下一周期内各换相过程起始时刻，估算出各换相过程的换相结束时刻；步骤S4，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值；步骤S5，将所述熄弧角预测值与实测型控制策略实测的熄弧角取小后作为改进后定熄弧角控制的输入。本发明专利技术能有效抑制直流系统连续换相失败，在一定程度上解决了定熄弧角控制响应速度与控制精度之间的矛盾问题。盾问题。盾问题。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法


[0001]本专利技术涉及电力系统安全分析与控制
，尤其涉及一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法。

技术介绍

[0002]我国能源中心和负荷重心在地理上呈现逆向分布的特点，为有效解决能源的跨区域传输问题，基于电网换相换流器型的高压直流输电系统因其在大容量远距离传输上的优势得到了广泛的应用。多回直流密集接入同一交流电网，形成了复杂的多馈入系统，对电力系统的安全稳定运行形成了新的挑战。
[0003]换相失败是直流输电系统最常见的故障之一，单次换相失败将及连续换相失败对直流线路功率传输、无功电压稳定、暂态稳定等方面造成了不利影响。定熄弧角控制是高压直流输电系统抑制换相失败的主要控制策略之一，但当前针对实测型和预测型控制的研究仍未能有效解决其在响应速度与控制精度之间存在的矛盾问题，抑制连续换相失败的控制效果有待进一步提升。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提出一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，以有效抑制直流系统的连续换相失败。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，包括：
[0006]步骤S1，检测到交流故障后，基于设定周期的逆变侧三相电压数据，拟合下一周期的三相电压并转换为线电压形式；
[0007]步骤S2，根据所述线电压形式，预测所述下一周期内各个换相过程所对应的换相电压过零点时刻；
[0008]步骤S3，在所述下一周期内各换相过程起始时刻，估算出各换相过程的换相结束时刻；
[0009]步骤S4，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值；
[0010]步骤S5，将所述熄弧角预测值与实测型控制策略实测的熄弧角取小后作为改进后定熄弧角控制的输入。
[0011]进一步地，所述步骤S1具体包括：
[0012]步骤S11，采用对称分量法将频域内三相电压分解为正、负、零三序分量F
na(ζ)
(k)，基于暂态响应一般函数形式，采用最小二乘法拟合确定该函数形式的系数：
[0013][0014]其中，θ
′
n(ξ)
、θ
″
n(ξ)
分别表示ψ
n
的拟合系数；fit是基于最小二乘法原理的非线性拟合函数，返回参数θ得到具体的拟合函数ψ；ξ＝1,2,0表示正序、负序和零序分量；j＝k
‑
3,
…
,k表示根据以第k周期往前四个周期的数据进行函数拟合；
[0015]步骤S12，通过拟合出的函数，对下一周期n次频率下三序分量暂态响应的预测：
[0016][0017]步骤S13，经对称分量法逆变换和傅里叶级数求和，得到下一周期时域内三相电压数据，将其两两做差转化为线电压形式。
[0018]进一步地，所述步骤S2具体包括：根据下式近似求解下一周期内各换相过程的换相电压过零时刻：
[0019][0020]其中，m为采样点；fs为采样频率。
[0021]进一步地，所述步骤S3具体包括：
[0022]在下一周期内每一个换相过程的开始时刻，根据下式计算得到各换相过程的换相结束时刻：
[0023][0024]其中，t
β
表示换相过程的换相开始时刻，表示换相过程中的换相结束时刻，L
c
为换相电感，I
d
(t
β
)为换相开始时刻的直流电流，I
d
(t
γ
)为换相结束时刻的直流电流。
[0025]进一步地，计算得到各换相过程的换相结束时刻的公式进一步简化为：
[0026][0027]其中，T为采样周期。
[0028]进一步地，所述步骤S4中，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值的方式为：
[0029][0030]为各换相过程的熄弧角预测值，ω0为基频角速度。
[0031]本专利技术实施例的有益效果在于：能有效地抑制直流系统的连续换相失败，且与现有方法相比，在一定程度上解决了定熄弧角控制响应速度与控制精度之间的矛盾问题。
附图说明
[0032]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，下面描述中的附图仅仅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。
[0033]图1为本专利技术实施例一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法的流程示意图。
[0034]图2为本专利技术实施例中换相电压预测值与实际值的对比曲线示意图。
[0035]图3为本专利技术实施例中熄弧角预测值与实际值的对比曲线示意图。
[0036]图4为改进前后的控制策略下的直流电流响应曲线示意图。
[0037]图5为改进前后的控制策略下的熄弧角响应曲线示意图。
具体实施方式
[0038]以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本专利技术可以用以实施的特定实施例。
[0039]请参照图1所示，本专利技术实施例提供一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，包括：
[0040]步骤S1，检测到交流故障后，基于设定周期的逆变侧三相电压数据，拟合下一周期的三相电压并转换为线电压形式；
[0041]步骤S2，根据所述线电压形式，预测所述下一周期内各个换相过程所对应的换相电压过零点时刻；
[0042]步骤S3，在所述下一周期内各换相过程起始时刻，估算出各换相过程的换相结束时刻；
[0043]步骤S4，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值；
[0044]步骤S5，将所述熄弧角预测值与实测型控制策略实测的熄弧角取小后作为改进后定熄弧角控制的输入。
[0045]具体地，直流输电线路呈感性且存在对地电容，对于故障后的交直流系统可采用二阶RLC电路来表征。二阶系统有欠阻尼、过阻尼和临界阻尼三种状态，由于直流系统对地电容远小于线路电感，故暂态过程中的交直流系统属于欠阻尼系统，其暂态响应的数学形式如式(1)所示：
[0046][0047]其中，p
1,2
＝
‑
τ
±
jω
d
为等值系统的特征根，a(t)为f(t)稳态响应，x(t)为f(t)暂态响应；τ、K、ω
d
和为与等值系统相关的常数。
[0048]将上式进行傅里叶变换，可以得到稳态分量、暂态分量相应的傅里叶展开形式如式(2)所示：
[0049][0050]其中，u0，v0，u1，v1，u2及v2为没有实际物理含义中间量系数，具体计算公式如下：
[0051][0052]其中，T为采样周期，T＝2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，其特征在于，包括：步骤S1，检测到交流故障后，基于设定周期的逆变侧三相电压数据，拟合下一周期的三相电压并转换为线电压形式；步骤S2，根据所述线电压形式，预测所述下一周期内各个换相过程所对应的换相电压过零点时刻；步骤S3，在所述下一周期内各换相过程起始时刻，估算出各换相过程的换相结束时刻；步骤S4，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值；步骤S5，将所述熄弧角预测值与实测型控制策略实测的熄弧角取小后作为改进后定熄弧角控制的输入。2.根据权利要求1所述的定熄弧角控制改进方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：步骤S11，采用对称分量法将频域内三相电压分解为正、负、零三序分量F
na(ζ)
(k)，基于暂态响应一般函数形式，采用最小二乘法拟合确定该函数形式的系数：其中，θ
′
n(ξ)
、θ
″
n(ξ)
分别表示ψ
n
的拟合系数；fit是基于最小二乘法原理的非线性拟合函数，返回参数θ得到具体的拟合函数ψ；ξ＝1,2,0表示正序、负序和零序分量；j＝k
‑
3,
…
,k表示根据以第k周期往前四个周期的数据进行函数拟合；步骤S12，通过拟合出的函数，对下一周期n...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪飞，田启东，林志贤，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：