本发明专利技术公开了一种提升换相失败抵御能力的换流器辅助换相电路及控制方法，本发明专利技术在换流器现有拓扑的基础上增加正向充电电路和负向充电电路，在交流系统故障期间，通过第一电容或第二电容放电，提高故障期间的交流母线相电压，在一定程度上提升了直流系统的换相能力，降低换相失败风险。降低换相失败风险。降低换相失败风险。
【技术实现步骤摘要】
提升换相失败抵御能力的换流器辅助换相电路及控制方法
[0001]本专利技术涉及一种提升换相失败抵御能力的换流器辅助换相电路及控制方法，属于电力系统稳定分析与控制领域。
技术介绍
[0002]随着跨区直流系统规模的扩大和新能源占比的提高，电网形态结构持续发生深刻变化，全网一体化特征更加显著，普通的交流“N
‑
1”故障易在多个电网中快速传导及快速“放大”，局部单一故障极易演变为系统性连锁故障。在此背景下换相失败、多直流同时换相失败及连续换相失败等问题对电网安全稳定运行的影响进一步加深，且目前没有根本解决措施。
[0003]针对交流系统故障引起的直流输电换相失败问题，学者们做了大量研究，主要集中在优化控制策略、利用无功补偿装置稳定交流系统电压等方法上，都取得了不错的效果且在技术上相对成熟。然而，目前还没有从换流器拓扑出发，研究降低换相失败风险的措施。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种提升换相失败抵御能力的换流器辅助换相电路及控制方法，解决了
技术介绍
中披露的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：换流器辅助换相电路，包括并联的正向充电电路和负向充电电路；正向充电电路包括第一电容、第一充电开关和第一输出开关，第一电容的负极接地，第一电容的正极与第一充电开关和第一输出开关的一端连接，第一充电开关和第一输出开关的另一端连接直流受端换流母线；负向充电电路包括第二电容、第二充电开关和第二输出开关，第二电容的正极接地，第二电容的负极与第二充电开关和第二输出开关的一端连接，第二充电开关和第二输出开关的另一端连接直流受端换流母线；若交流系统故障，第一输出开关导通，第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑，或者第二输出开关导通，第二电容向换流变压器二次侧提供反向电压及无功支撑。
[0006]第一充电开关、第一输出开关、第二充电开关和第二输出开关均为IGBT；第一充电开关的E极连接第一电容的正极，C极连接直流受端换流母线；第一输出开关的C极连接第一电容的正极，E极连接直流受端换流母线；第二充电开关的E极连接第二电容的负极，C极连接直流受端换流母线；第二输出开关的C极连接第二电容的负极，E极连接直流受端换流母线。
[0007]若辅助换相电路初次启动或者交流系统故障切除，第一充电开关导通，第一电容充电，或者第二充电开关导通，第二电容充电。
[0008]换流器辅助换相电路的控制方法，包括，若交流系统故障，控制第一输出开关导通，使第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑，或者控制第二输出开关导通，使第二电容向换流变压器二次侧提供反向电压及无功支撑。
[0009]还包括，若辅助换相电路初次启动或者交流系统故障切除，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，或者控制第二充电开关导通，使第二电容充电。
[0010]若辅助换相电路初次启动，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，或者控制第二充电开关导通，使第二电容充电，包括：若辅助换相电路初次启动、所述辅助换相电路所连相的交流相电压为正、第一电容电压小于给定值A1、第一电容电压小于交流相电压瞬时值、且交流相电压变换率大于零，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，直到交流相电压变换率大于零的条件不满足或者第一电容电压不小于给定值A1，控制第一充电开关导通关断；若辅助换相电路初次启动、所述辅助换相电路所连相的交流相电压为负、第二电容电压小于给定值A2、第二电容电压大于交流相电压瞬时值、且交流相电压变换率小于零，控制第二充电开关导通，使第二电容充电，直到交流相电压变换率小于零的条件不满足或者第二电容电压不小于给定值A2，控制第二充电开关导通关断。
[0011]若交流系统故障切除，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，或者控制第二充电开关导通，使第二电容充电，包括：若交流系统故障切除、所述辅助换相电路所连相的交流相电压为正、第一电容电压小于给定值A1、额定运行下交流相电压小于实时交流相电压、且交流相电压变换率大于零，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，直到交流相电压变换率大于零的条件不满足或者第一电容电压不小于给定值A1，控制第一充电开关导通关断；若交流系统故障切除、所述辅助换相电路所连相的交流相电压为负、第二电容电压小于给定值A2、额定运行下交流相电压大于实时交流相电压、且交流相电压变换率小于零，控制第二充电开关导通，使第二电容充电，直到交流相电压变换率小于零的条件不满足或者第二电容电压不小于给定值A2，控制第二充电开关导通关断。
[0012]若交流系统故障，控制第一输出开关导通，使第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑，或者控制第二输出开关导通，使第二电容向换流变压器二次侧提供反向电压及无功支撑，包括：若交流系统故障、且所述辅助换相电路所连相的交流相电压处于正向电压换相期间，控制第一输出开关导通，使第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑；若交流系统故障、且所述辅助换相电路所连相的交流相电压处于负向电压换相期间，控制第二输出开关导通，使第二电容向换流变压器二次侧提供反向电压及无功支撑。
[0013]本专利技术所达到的有益效果：本专利技术在换流器现有拓扑的基础上增加正向充电电路和负向充电电路，在交流系统故障期间，通过第一电容或第二电容放电，提高故障期间的交流母线相电压，在一定程度上提升了直流系统的换相能力，降低换相失败风险。
附图说明
[0014]图1为辅助换相电路的电路图；图2为辅助换相电路运用的电路图；图3为不同工作状态下的电流流通路径图；图4为初次启动的充电流程图；图5为故障期间控制流程图；图6为故障恢复阶段的充电流程图；图7（1）为有功功率比对图；图7（2）为直流电压比对图；图7（3）为直流电流比对图；图7（4）为整流侧触发角比对图；图7（5）为熄弧角Y
‑
Y比对图；图7（6）为熄弧角Δ
‑
Y比对图；图8为晶闸管的全桥逆变器拓扑结构图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0016]如图1所示，换流器辅助换相电路，包括并联的正向充电电路和负向充电电路。正向充电电路包括第一电容、第一充电开关和第一输出开关，第一电容的负极接地，第一电容的正极与第一充电开关和第一输出开关的一端连接，第一充电开关和第一输出开关的另一端连接直流受端换流母线。负向充电电路包括第二电容、第二充电开关和第二输出开关，第二电容的正极接地，第二电容的负极与第二充电开关和第二输出开关的一端连接，第二充电开关和第二输出开关的另一端连接直流受端换流母线。
[0017]若辅助换相电路初次启动或者交流系统故障切除，第一充电开关导通，第一电容充电，或者第二充电开关导通，第二电容充电。
[0018]若交流系统故障，第一输出开关导通，第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑，或者第二输出开关导通，第二电容向换流变压器本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.换流器辅助换相电路，其特征在于，包括并联的正向充电电路和负向充电电路；正向充电电路包括第一电容、第一充电开关和第一输出开关，第一电容的负极接地，第一电容的正极与第一充电开关和第一输出开关的一端连接，第一充电开关和第一输出开关的另一端连接直流受端换流母线；负向充电电路包括第二电容、第二充电开关和第二输出开关，第二电容的正极接地，第二电容的负极与第二充电开关和第二输出开关的一端连接，第二充电开关和第二输出开关的另一端连接直流受端换流母线；若交流系统故障，第一输出开关导通，第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑，或者第二输出开关导通，第二电容向换流变压器二次侧提供反向电压及无功支撑。2.根据权利要求1所述的换流器辅助换相电路，其特征在于，第一充电开关、第一输出开关、第二充电开关和第二输出开关均为IGBT；第一充电开关的E极连接第一电容的正极，C极连接直流受端换流母线；第一输出开关的C极连接第一电容的正极，E极连接直流受端换流母线；第二充电开关的E极连接第二电容的负极，C极连接直流受端换流母线；第二输出开关的C极连接第二电容的负极，E极连接直流受端换流母线。3.根据权利要求1所述的换流器辅助换相电路，其特征在于，若辅助换相电路初次启动或者交流系统故障切除，第一充电开关导通，第一电容充电，或者第二充电开关导通，第二电容充电。4.基于权利要求1~3任意一项所述的换流器辅助换相电路的控制方法，其特征在于，包括，若交流系统故障，控制第一输出开关导通，使第一电容向换流变压器二次侧提供正向电压及无功支撑，或者控制第二输出开关导通，使第二电容向换流变压器二次侧提供反向电压及无功支撑。5.根据权利要求4所述的换流器辅助换相电路的控制方法，其特征在于，还包括，若辅助换相电路初次启动或者交流系统故障切除，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，或者控制第二充电开关导通，使第二电容充电。6.根据权利要求5所述的换流器辅助换相电路的控制方法，其特征在于，若辅助换相电路初次启动，控制第一充电开关导通，使第一电容充电，或者控制第二充电开关导通，使第二电容充电，包括：若辅助换相电路初次启动、所述辅助换相电路所连相的交流相电压为...
【专利技术属性】
技术研发人员：李威，潘越，王玉，刘前卫，刘福锁，李兆伟，张红丽，朱玲，雷杰，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。