高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法及装置，通过故障检测模块判断系统故障类型及电压跌落程度，然后仅需通过求解故障工况下SVCC电容充放电平衡方程即可获得SVCC变流链充放电时间，最后通过配合阀组换相进程确定SVCC变流链工作模态。相比SVCC传统控制方法，避免了复杂的信号检测和逻辑处理，提高了SVCC控制的稳定性，对SVCC的工程推广具有一定的指导意义。程推广具有一定的指导意义。程推广具有一定的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及高压直流输电
，特别是一种高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法及装置。

技术介绍

[0002]电网换相换流器型高压直流输电(Line Commutated Converter based High VoltageDirect Current，LCC
‑
HVDC)由于具有传输容量大、传输距离远、功率调节灵活等优势。然而随着大容量直流输电工程数目的快速增长，交直流电网之间的耦合日益紧密，单一交流系统故障可能经过多条输电线路传导而引发连锁故障。换相失败故障是LCC
‑
HVDC 系统运行的常见故障，直流系统发生换相失败后，若控保调节不当可能引发连续换相失败，甚至导致直流闭锁，功率传输中断，严重危害了交直流系统的稳定运行。因此，亟需通过有效的抑制方法避免换相失败带来的危害。
[0003]串联电压换相换流器(Series Voltage Commutated Converter，SVCC)是一种应用于高压直流输电的新型换流拓扑，通过串入辅助换相电容，进而抬升阀组换相电压，提升系统换相失败抵御能力。基于串联电压换相换流器的直流输电系统主要包括：送端交流电网、送端换流变压器、整流阀、直流输电线路、逆变阀、受端换流变压器、受端交流电网，SVCC子模块，控制系统；SVCC子模块为4个IGBT，4个反并联二极管，1个辅助换相电容组成的H桥结构，可实现正向导通，反向导通，旁路等多个模态输出；SVCC 子模块连接于逆变换流阀与受端换流变压器之间；控制系统在整流站、逆变站均有配置。然而SVCC系统运行时存在电容电压充放电不平衡的问题，限制了其推广。针对此问题，有文献提出了电流预测平衡控制，但在系统发生故障后，系统交流电压、直流电流波动较大，仅依靠电流预测控制难以保证辅助换相电容的平衡，且该方法在换相过程开始前需将辅助换相电容预放电至预测值再投入系统，不利于抑制故障后首次换相失败。同时，该方案的控制器需要附加采集阀组电流，阀组换相电压，阀组同步信号等多个检测量用于判断换相过程的发生与结束时刻，检测过程中的电气量测量误差大及逻辑处理复杂等难题同样限制了SVCC的工程应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法及装置，实现故障下SVCC的快速控制，保证辅助换相电容的平衡，且无需在换相过程开始前将辅助换相电容预放电至预测值再投入系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种高压直流输电系统中 SVCC的定时间控制方法，SVCC电容充电时间t
charge
与电容放电时间t
discharge
的关系式如下：
[0006][0007]其中，u
co
(t)表示t时刻阀组退出相SVCC电容电压值，u
cI
(t)表示t时刻阀组接入相 SVCC电容电压值，α为高压直流输电系统逆变侧触发角，ω为电网系统角频率。
[0008]本专利技术仅通过数学运算即可获得变流链(SVCC)的投切时间，处理过程简单，可以更快更稳定的保证SVCC系统电容电压平衡，提高了HVDC系统换相失败抵御能力。
[0009]SVCC电容充电时间t
charge
的计算公式如下：t
charge
＝arccos[cosα
‑
2ωLI
d
/(1
‑
d％)u
l
]‑
α；I
d
为高压直流输电系统传输的直流电流，L 为高压直流输电系统等值换相电感，u
l
为换相阀组两相交流电压幅值分量差，d％为电压跌落深度。相比通过检测故障电流等其他方法，本专利技术可以更加稳定的投切辅助换相电容，且避免了检测干扰，确保辅助换相电容平衡，提高了SVCC的抗扰动能力。
[0010]电压跌落深度d％的确定过程包括：
[0011]给定电网电压幅值分量阈值u
dt
，结合零序分量阈值u(0)
T
判断交流系统故障类型 FT：
[0012]当|u(0)|>u(0)
T
，判断电网系统发生不平衡电压跌落，FT＝2；
[0013]当u
d
<u
dT
时，判断电网系统发生三相电压跌落故障，FT＝1；
[0014]当u
d
>u
dT
时，判断电网系统未发生电压跌落故障，FT＝0；
[0015]u(0)表示零序电压分量，u(0)＝u
a
+u
b
+u
c
；u(0)
T
表示零序分量阈值；
[0016]当FT＝1时，d％＝u
d
/u
n
；u
n
为额定三相交流电压幅值；为额定三相交流电压幅值；
[0017]当FT＝2时，d％＝u
xdfault
/u
n
；u
xdfault
＝min(u
da
，u
db
，u
dc
)；u
dx
为三相虚拟交流电压的幅值分量，u
x
为x相电压采样值，x＝a，b，c；三相虚拟交流电压表达式为：
[0018]通过αβ变换获取交流电压幅值，进而确定电压跌落深度d％的方法，因获取的交流电压幅值分量为直流量，可以快速准确获取交流电压幅值，进而判断系统故障程度。
[0019]本专利技术还提供了一种高压直流输电系统换相失败抑制方法，包括以下步骤：
[0020]若未检测出三相电压跌落故障，则控制SVCC工作于旁路状态；
[0021]若检测高压直流输电系统已换相失败，则将SVCC切换至放电模式，SVCC电容电压值降为0，开通SVCC所有开关器件，旁路SVCC电容；
[0022]若检测出现电压跌落故障，且未发生换相失败，则根据电网系统输出触发脉冲信号 PLUSE确定换相开始时刻，当SVCC所连接阀组退出导通，即PLUSE＝0时，则控制阀组连接相SVCC变流链工作于充电模式，持续时间t
charge
后旁路SVCC；当SVCC所连接阀组触发导通，即PLUSE＝1时，则控制阀组连接相SVCC变流链工作于放电模式，持续时间t
discharge
后旁路SVCC变流链；
[0023]其中，t
charge
和t
discharge
根据本专利技术的定时间控制方法计算得到。
[0024]作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法，其特征在于，SVCC电容充电时间t
charge
与电容放电时间t
discharge
的关系式如下：其中，u
co
(t)表示t时刻阀组退出相SVCC电容电压值，u
cI
(t)表示t时刻阀组接入相SVCC电容电压值，α为高压直流输电系统逆变侧触发角，ω为电网系统角频率。2.根据权利要求1所述的高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法，其特征在于，SVCC电容充电时间t
charge
的计算公式如下：t
charge
＝arccos[cosα
‑
2ωLI
d
/(1
‑
d％)u
l
]
‑
α；I
d
为高压直流输电系统传输的直流电流，L为高压直流输电系统等值换相电感，u
l
为换相阀组两相交流电压幅值分量差，d％为电压跌落深度。3.根据权利要求2所述的高压直流输电系统中SVCC的定时间控制方法，其特征在于，电压跌落深度d％的确定过程包括：给定电网电压幅值分量阈值u
dt
，结合零序分量阈值u(0)
T
判断交流系统故障类型FT：当|u(0)|>u(0)
T
，判断电网系统发生不平衡电压跌落，FT＝2；当u
d
<u
dT
时，判断电网系统发生三相电压跌落故障，FT＝1；当u
d
>u
dT
时，判断电网系统未发生电压跌落故障，FT＝0；u(0)表示零序电压分量，u(0)＝u
a
+u
b
+u
c
；u(0)
T
表示零序分量阈值；当FT＝1时，d％＝u
d
/u
n
；u
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小平，邓凌峰，于浩祺，洪乐荣，夏海涛，刘一锋，朱仁龙，尹寒航，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：