一种换流器运行不平衡度计算方法及系统技术方案

本发明专利技术属于高压直流输电技术继电保护领域，具体涉及一种换流器运行不平衡度计算方法及系统。本发明专利技术通过构造换流器各相阀对应的导通时间宽度的差异，即根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度，从而能够定量对换流器运行的不平衡度进行表征；并且经过验证，在不同的故障情况和不同的桥阀连接方式的情况下按照该计算方式得到的换流器运行不平衡度均与换流器阀侧直流电流的多次谐波之和的变化规律一致，因此所计算出的换流器运行不平衡度定量表征换流器运行不对称程度的可行性能够得到保证。得到保证。得到保证。

【技术实现步骤摘要】
一种换流器运行不平衡度计算方法及系统


[0001]本专利技术属于高压直流输电技术继电保护领域，具体涉及一种换流器运行不平衡度计算方法及系统。

技术介绍

[0002]传统高压直流输电实际电网工程中发生交流系统不对称故障时，经常采用换流母线处的负序分量电压与正序分量电压的比值计算不对称度，用来衡量三相负载的不对称程度。当系统发生交流对称故障时，三相电路虽然是对称的，但交流系统的故障特征会通过换流站传递到另一侧，导致换流器直流侧的电流发生变化。由于换流器的非线性时变特性，交直流系统两侧电气量出现比较复杂的耦合关系。无论交流系统发生的对称性故障还是不对称系统故障，直流侧电气量均会发生变化，导致换流器依次轮换导通的状态被破坏，以至于换流器形成不对称运行的状态。
[0003]交流故障下，由于变压器铁心的饱和，磁化的非线性，经过换流器畸变直流电压波形，向直流侧发出一系列的谐波电压，在直流线路上产生谐波电流。考虑到直流电流直流流进换流器，是换流器转化为交流电流的源头，直流电流的谐波量与换流器内部非轮换导通具有一定的关联。从理论上讲，换流器运行状态的不对称情况和直流电流谐波量存在某种对应关系。因此，在可检测到直流电流的情况下，以直流电流的谐波量为对象，以直流电流谐波变化为目标，构造衡量交流系统故障下的换流器运行不平衡度。然而，现有技术中往往只能够根据直流电流谐波定性地表征换流器运行不平衡度，无法定量表示换流器运行不平衡度，难以为构造换流器本体保护以及优化换流器保护提供相应的基础理论数据支撑。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种换流器运行不平衡度计算方法及系统，用于解决现有技术中无法定量表示换流器运行不平衡度导致难以为构造换流器本体保护以及优化换流器保护提供相应的基础理论数据支撑的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种换流器运行不平衡度计算方法，包括如下步骤：
[0006]1)检测换流器各相阀的电流，并根据换流器各相阀对应的导通电流门槛值和关断电流门槛值，确定换流器各相阀的导通状态；
[0007]2)根据换流器各相阀的导通状态，计算换流器各相阀对应的导通时间宽度；
[0008]3)根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度。
[0009]上述技术方案的有益效果为：通过构造换流器各相阀对应的导通时间宽度的差异，即根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度，从而能够定量对换流器运行的不平衡度进行表征，为构造换流器本体保护以及优化换流器保护提供相应的基础理论
数据支撑。
[0010]进一步地，根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度的方式如下：
[0011]计算并比较导通时间宽度最大值下的换流器运行不平衡度和导通时间宽度最小值下的换流器运行不平衡度的大小，将二者的最大值作为换流器运行的不平衡度，计算公式如下：
[0012]K＝max(k
H
,k
L
)
[0013]式中：K为换流器运行的不平衡度，k
H
为导通时间宽度最大值对应的换流器运行不平衡度，k
L
为导通时间宽度最小值对应的换流器运行不平衡度；
[0014]导通时间宽度最大值下的换流器运行不平衡度k
H
和导通时间宽度最小值下的换流器运行不平衡度k
L
的计算方式为：
[0015][0016]式中，A(t)为t时刻换流器各相阀对应的导通时间宽度的最大值，B(t)为t时刻换流器各相阀对应的导通时间宽度的最小值，C(t)为t时刻换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度；
[0017]换流器各相阀对应的导通时间宽度的最大值A(t)和最小值B(t)的计算方式为：
[0018][0019]式中，t
Hm
为阀m对应的导通时间宽度，m为换流器各相阀的序号，n为换流器中阀的数量。
[0020]进一步地，根据换流器各相阀的导通状态，计算换流器各相阀对应的导通时间宽度的方式为：
[0021]根据换流器各相阀的导通状态，通过阀导通期间的阀导通状态的连续积分，求取阀导通时间宽度，计算公式如下：
[0022][0023]式中，t
Hm
为阀m对应的导通时间宽度，m为换流器各相阀的序号，T为设定工频周期；
[0024][0025]式中，s
Hm
为阀m的导通状态，1表示阀导通，0表示阀关断；i
VTm
为阀m的电流，I
set1m
为阀m对应的导通电流门槛值，I
set2m
为阀m对应的关断电流门槛值。
[0026]进一步地，换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度的计算方式为：
[0027]将换流器各相阀对应的导通时间宽度求和后，求同一时刻各相阀导通时间宽度的平均值作为换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，公式如下：
[0028][0029]式中，C(t)为t时刻换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，AVG(t)为t时刻换流器各相阀对应的导通时间宽度的平均值，m为换流器各相阀的序号，n为换流器中阀的数量。
[0030]上述技术方案的有益效果为：将换流器各相阀对应的导通时间宽度的平均值作为换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，能够保证换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度的准确性，减少换流器运行过程中各影响因素对导通时间宽度的干扰。
[0031]本专利技术还提供了一种换流器运行不平衡度计算系统，包括处理器，所述处理器用于执行程序指令，以实现如下换流器运行不平衡度计算步骤：
[0032]1)检测换流器各相阀的电流，并根据换流器各相阀对应的导通电流门槛值和关断电流门槛值，确定换流器各相阀的导通状态；
[0033]2)根据换流器各相阀的导通状态，计算换流器各相阀对应的导通时间宽度；
[0034]3)根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度。
[0035]上述技术方案的有益效果为：通过构造换流器各相阀对应的导通时间宽度的差异，即根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度，从而能够定量对换流器运行的不平衡度进行表征，为构造换流器本体保护以及优化换流器保护提供相应的基础理论数据支撑。
[0036]进一步地，根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度的方式如下：
[0037]计算并比较导通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流器运行不平衡度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)检测换流器各相阀的电流，并根据换流器各相阀对应的导通电流门槛值和关断电流门槛值，确定换流器各相阀的导通状态；2)根据换流器各相阀的导通状态，计算换流器各相阀对应的导通时间宽度；3)根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度。2.根据权利要求1所述的换流器运行不平衡度计算方法，其特征在于，根据换流器各相阀对应的导通时间宽度最大值、导通时间宽度最小值与换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，计算换流器运行的不平衡度的方式如下：计算并比较导通时间宽度最大值下的换流器运行不平衡度和导通时间宽度最小值下的换流器运行不平衡度的大小，将二者的最大值作为换流器运行的不平衡度，计算公式如下：K＝max(k
H
,k
L
)式中：K为换流器运行的不平衡度，k
H
为导通时间宽度最大值对应的换流器运行不平衡度，k
L
为导通时间宽度最小值对应的换流器运行不平衡度；导通时间宽度最大值下的换流器运行不平衡度k
H
和导通时间宽度最小值下的换流器运行不平衡度k
L
的计算方式为：式中，A(t)为t时刻换流器各相阀对应的导通时间宽度的最大值，B(t)为t时刻换流器各相阀对应的导通时间宽度的最小值，C(t)为t时刻换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度；换流器各相阀对应的导通时间宽度的最大值A(t)和最小值B(t)的计算方式为：式中，t
Hm
为阀m对应的导通时间宽度，m为换流器各相阀的序号，n为换流器中阀的数量。3.根据权利要求1或2所述的换流器运行不平衡度计算方法，其特征在于，根据换流器各相阀的导通状态，计算换流器各相阀对应的导通时间宽度的方式为：根据换流器各相阀的导通状态，通过阀导通期间的阀导通状态的连续积分，求取阀导通时间宽度，计算公式如下：式中，t
Hm
为阀m对应的导通时间宽度，m为换流器各相阀的序号，T为设定工频周期；
式中，s
Hm
为阀m的导通状态，1表示阀导通，0表示阀关断；i
VTm
为阀m的电流，I
set1m
为阀m对应的导通电流门槛值，I
set2m
为阀m对应的关断电流门槛值。4.根据权利要求2所述的换流器运行不平衡度计算方法，其特征在于，换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度的计算方式为：将换流器各相阀对应的导通时间宽度求和后，求同一时刻各相阀导通时间宽度的平均值作为换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，公式如下：式中，C(t)为t时刻换流器正常运行时每相阀连续导通时间宽度，AVG(t)为t时刻换流器各相阀对应的导通时间宽度的平均值，m为换流器各相阀的序号，n为换流器中阀的数量。5.一种换流器运行不平衡度计算系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷珊珊，邢玲，李文俊，王俊，毛鹏军，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：