本发明专利技术公开了一种基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，包括如下步骤：获取故障恢复过程中不发生换相失败的熄弧角理论值；依据熄弧角理论值，计算熄弧角补偿量；结合熄弧角动态补偿使能信号，将熄弧角补偿量叠加至定熄弧角控制指令值，得到定熄弧角控制修正值，以抑制故障恢复过程中的连续换相失败。通过考虑故障恢复过程中直流电流、换相电压幅值、换相电压偏移角等电气参数对熄弧角的约束，对熄弧角进行理论值计算，将上述计算结果与额定熄弧角比较，即可得到熄弧角动态补偿量，该熄弧角补偿量更为精确且不依赖仿真整定，可以在抑制故障恢复过程中连续换相失的基础上使系统维持一个较高功率传输水平。础上使系统维持一个较高功率传输水平。础上使系统维持一个较高功率传输水平。
【技术实现步骤摘要】
一种基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法
[0001]本专利技术涉及高压直流输电控制
，特别涉及一种基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法。
技术介绍
[0002]基于电网换相换流器的高压直流输电技术采用无自关断能力的晶闸管作为换流器件，因此在受端交流系统发生故障后易发生换相失败。换相失败将导致直流电压跌落，直流电流大幅增加，降低晶闸管使用寿命并存在损坏晶闸管的风险。同时，换相失败还会造成系统传输功率大幅降低，一般情况下，发生单次换相失败后直流系统可以自行恢复，但是若在恢复过程中发生连续多次换相失败，则会对交流系统造成较大的冲击，严重时还会导致直流系统闭锁，传输功率中断。因此，相较于单次换相失败，故障恢复过程中连续换相失败所引发的后果更为严重。
[0003]受端交流系统故障导致换相失败发生，在故障恢复过程中系统特性主要受极控制层影响，逆变侧极控制层典型控制框图如图1所示。系统在故障恢复过程中定电流控制、电流偏差控制和定熄弧角控制会交替作用，共同保障系统稳定恢复。电流偏差控制实现方式为根据电流指令值与实际电流值的偏差ΔIdc产生一个熄弧角增量Δγ，两者关系为ΔIH为电流偏差饱和值。电流偏差控制作用阶段是系统发生连续换相失败风险最高时期，若电流偏差控制函数斜率选取不当，易造成故障恢复过程中熄弧角补偿量不足而发生换相失败。
[0004]针对上述现象，现有技术大多根据交流故障严重程度动态调整电流偏差控制函数斜率和熄弧角补偿量，对抑制故障恢复过程中连续换相失败取得了一定的效果，但是电流偏差控制函数斜率以及熄弧角补偿量与交流故障严重程度间比例关系的整定多依赖大量仿真，同时存在过度补偿导致系统功率传输受限问题。
[0005]一般情况下，交流故障越严重(电压跌落程度越深)，换流器越容易发生换相失败，为了尽量避免换相失败发生，需要提高熄弧角大小。现有技术大多根据交流故障严重程度动态调整电流偏差控制函数斜率和熄弧角补偿量，取得了一定的效果。交流故障严重时，控制函数的斜率大一些，则相同情况下熄弧角补偿量较大，换流器实际熄弧角会大一些。如图2所示，具体做法：系统正常运行时，电流偏差控制器控制特性为曲线1；而当换流母线电压因交流系统发生短路故障而跌落时，增大曲线斜率，其运行特性曲线为2；当故障切除后，交流母线电压回升，降低曲线斜率，其运行特性曲线为3。“电流偏差控制函数斜率以及熄弧角补偿量”与“交流故障严重程度”间比例关系的整定多依赖大量仿真，较难选取，选取不当存在“无法抑制换相失败”或“过度补偿导致系统功率传输受限”问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术实施例的目的是提供一种基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，通过考虑故障恢复过程中直流电流、换相电压幅值、换相电压偏移角等电气参数对熄弧角的约束，对熄弧角进行理论值计算，将上述计算结果与额定熄弧角比较，即可得到熄弧角动态补偿量，该熄弧角补偿量更为精确且不依赖仿真整定，可以在抑制故障恢复过程中连续换相失的基础上使系统维持一个较高功率传输水平。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术实施例的第一方面提供了一种基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，包括如下步骤：
[0008]获取故障恢复过程中不发生换相失败的熄弧角理论值；
[0009]依据所述熄弧角理论值，计算熄弧角补偿量；
[0010]结合熄弧角动态补偿使能信号，将所述熄弧角补偿量叠加至定熄弧角控制指令值，得到定熄弧角控制修正值，以抑制所述故障恢复过程中的连续换相失败。
[0011]进一步地，所述熄弧角理论值为：
[0012][0013]其中，β
N
为触发超前角额定值，X为等效换相电抗，k为换流变压器原副边变比，I
dc
为直流电流滤波值。
[0014]进一步地，所述依据所述熄弧角理论值计算所述熄弧角补偿量，包括：
[0015]获取不对称故障发生后的换相电压偏移角；
[0016]获取熄弧角动态补偿使能信号；
[0017]获取定熄弧角控制指令值；
[0018]计算所述熄弧角补偿量。
[0019]进一步地，所述获取不对称故障发生后的换相电压偏移角，包括：
[0020]获取三相不平衡检测信号；
[0021]获取交流母线线电压幅值最小值和交流母线线电压幅值额定值；
[0022]依据所述三相不平衡检测信号，计算所述换相电压偏移角。
[0023]进一步地，所述换相电压偏移角为：
[0024][0025]其中，函数f
max
为最大值保持函数，tri1为三相不平衡检测信号。
[0026]进一步地，所述获取三相不平衡检测信号，包括：
[0027]获取三相交流母线相电压；
[0028]判断所述三相交流母线相电压之和是否大于三相不平衡检测整定值；
[0029]如是，则判定所述三相不平衡检测信号的值为1；
[0030]如否，则判定所述三相不平衡检测信号的值为0。
[0031]进一步地，所述熄弧角补偿量为Δγ：
[0032][0033]其中，γ
cal
为所述熄弧角理论值，为所述换相电压偏移角，γ
ref
为所述定熄弧角控制指令值；tri2为所述熄弧角动态补偿使能信号。
[0034]进一步地，所述获取熄弧角动态补偿使能信号，包括：
[0035]获取第一逻辑信号、第二逻辑信号和第三逻辑信号；
[0036]对所述第一逻辑信号、所述第二逻辑信号和所述第三逻辑信号进行“与”逻辑，得到所述熄弧角动态补偿使能信号；
[0037]其中，当U
N
‑
U≤U
set2
时，第一逻辑信号的值为0，当U
N
‑
U>U
set2
时，第一逻辑信号的值为1并展宽第二预设时间，U
N
为交流母线线电压幅值额定值，U为所述交流母线线电压幅值最小值，U
set2
为电压跌落检测整定值；
[0038]其中，当γ
min
≤0时，第二逻辑信号的值为0，当γ
min
>0时，第二逻辑信号的值为1，熄弧角最小测量值γ
min
；
[0039]其中，当β
inv_i
≤β
inv_γ
时，第三逻辑信号的值为0，当β
inv_i
>β
inv_γ
时，第三逻辑信号的值为1，β
inv_i
为逆变侧控制系统定电流控制器输出值，β
inv_γ
为定熄弧角控制器输出值。
[0040]进一步地，所述获取交流母线线电压幅值最小值，包括：
[0041]获取交流母线线电压采样值；
[0042]通过二阶广义积分器构建电压正余弦分量提取所述交流母线线电压采样值，得到所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：获取故障恢复过程中不发生换相失败的熄弧角理论值；依据所述熄弧角理论值，计算熄弧角补偿量；结合熄弧角动态补偿使能信号，将所述熄弧角补偿量叠加至定熄弧角控制指令值，得到定熄弧角控制修正值，以抑制所述故障恢复过程中的连续换相失败。2.根据权利要求1所述的基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述熄弧角理论值为：其中，β
N
为触发超前角额定值，X为等效换相电抗，k为换流变压器原副边变比，I
dc
为直流电流滤波值。3.根据权利要求1所述的基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述依据所述熄弧角理论值计算所述熄弧角补偿量，包括：获取不对称故障发生后的换相电压偏移角；获取熄弧角动态补偿使能信号；获取定熄弧角控制指令值；计算所述熄弧角补偿量。4.根据权利要求3所述的基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述获取不对称故障发生后的换相电压偏移角，包括：获取三相不平衡检测信号；获取交流母线线电压幅值最小值和交流母线线电压幅值额定值；依据所述三相不平衡检测信号，计算所述换相电压偏移角。5.根据权利要求4所述的基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述换相电压偏移角为：其中，函数f
max
为最大值保持函数，tri1为三相不平衡检测信号。6.根据权利要求4所述的基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述获取三相不平衡检测信号，包括：获取三相交流母线相电压；判断所述三相交流母线相电压之和是否大于三相不平衡检测整定值；如是，则判定所述三相不平衡检测信号的值为1；如否，则判定所述三相不平衡检测信号的值为0。7.根据权利要求3所述的基于熄弧角动态补偿的连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述熄弧角补偿量为Δγ：
其中，γ
cal
为所述熄弧角理论值，为所述换相电压偏移角，γ
ref
为所述定熄弧角控制指令值；tri2为所述熄弧角动态补偿使...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱龙臻，牛翀，杨美娟，王先为，吴金龙，赵菲，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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