【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抑制高压直流换相失败，特别涉及一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法。
技术介绍
1、高压直流输电(high voltage direct current，hvdc)因其输电距离远、输送容量大、输电损耗小等优点已被广泛运用于远距离输电及非同步联网领域。其中电网换相换流器(line commuted converter，lcc)技术是现阶段hvdc最常见的换流方式之一，但其逆变侧在发生电压跌落、短路等故障时极易发生换相失败，造成直流电流骤增，直流电压剧降，严重时甚至会造成直流闭锁，对电网的安全稳定运行造成严重冲击。
2、换相失败案例常有报道，例如，国家电网记录了2013年换流站发生换相失败，这次事件导致了4530兆瓦的电能损失，也使得逆变器侧交流系统频率显著降低。为降低换相失败发生的概率，学者们已经开展了大量的研究。许多文献分析并提出了lcc抵御换相失败的方案，方案主要分为三类：第一类是在交流母线处加装无功补偿装置提高母线电压的稳定性，该类方案对于故障发生初期的换相失败抑制效果较差。同时，随着直流输电容量的增加，系统所需无功补偿容量较大，将降低系统运行的经济性；第二类是对换流器的控制策略进行改造，通常思路是根据故障条件及时调整控制系统给定量，增大晶闸管的熄弧裕量，从而起到降低换相失败概率的作用。常见的方案包括换相失败预测控制方法(commutationfailure prevention，cfprev)以及基于直流电压扰动情况降低整流侧指令电流的低压限流器(voltage dependent
3、综上所述，提出一种能够有效抑制lcc换相失败问题且能避免上述缺点的解决方案迫在眉睫。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，以解决lcc系统中易出现的换相失败问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，包括以下步骤：
4、s1、在高压直流输电逆变侧的电网换相换流器交流端串联可控电压源输入端，所述可控电压源的输出端与非线性电阻模块输入端串联，非线性电阻模块输出端与逆变侧换流变压器的阀侧连接，所述逆变侧换流变压器的网侧连接至交流母线；所述非线性电阻模块包括串联的子模块，所述子模块包括并联的igbt组和非线性电阻；
5、s2、设晶闸管vtx向晶闸管vty换相；
6、在换相前的60度区间内，n个非线性电阻r1在晶闸管vtx所在相的换流变压器阀侧线路中已处于接入状态，并产生该相的直流补偿电压；
7、s3、换相时，晶闸管vty接收到触发导通信号的同时，将n个非线性电阻r2同步接入到不发生晶闸管换相的第三相的换流变压器阀侧线路中，此时非线性电阻r1和非线性电阻r2同时存在于换流变压器阀侧线路中，共同产生直流补偿电压，直至换相结束；所述不发生晶闸管换相的第三相为非换相相；
8、s4、换相结束后，将n个非线性电阻r1立即从线路中切除，此时线路中只剩非线性电阻r2，在60度区间内产生直流补偿电压。
9、进一步的，步骤s1中，非线性电阻为避雷器。
10、进一步的，步骤s1中，可控电压源采用载波移相调制方式输出容性电压。
11、进一步的，步骤s1中，igbt组包括两个反向串联的igbt。
12、进一步的，igbt带有反并联二极管，两个igbt同时导通或关断控制非线性电阻在换流变压器阀侧线路中的投切。
13、进一步的，步骤s2-s4中，非线性电阻模块中子模块在线路中投切的数量根据预先建立的表格按照故障时逆变侧交流电压跌落量所处的范围采用查表法选择。
14、进一步的，步骤s2-s4中非线性电阻模块投切产生的总直流电压增量通过以下步骤计算：
15、sa1、计算单相避雷器持续投入产生的直流电压平均增量δud0；
16、δud0＝uarr
17、式中：uarr为避雷器发挥作用时的电压值；
18、sa2、根据晶闸管换相的换相重叠角和避雷器发挥作用时的电压值uarr计算两相避雷器同时投入期间关断相避雷器产生的直流电压平均增量δud1；
19、sa3、根据单相避雷器持续投入产生的直流电压平均增量δud0和两相避雷器同时投入期间关断相避雷器产生的直流电压平均增量δud1计算避雷器产生的总直流电压增量δud；
20、sa4、根据下式计算非线性电阻模块产生的总直流电压增量δudtotal：
21、δudtotal＝nδud；
22、式中：n为一相中投入运行的非线性电阻子模块数。
23、进一步的，步骤sa2中，根据下式计算两相避雷器同时投入期间关断相避雷器产生的直流电压平均增量δud1：
24、
25、式中：μ为晶闸管换相的换相重叠角。
26、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
27、本专利技术通过由避雷器构成的非线性电阻模块为换流器提供直流电压增量，弥补电网故障造成的逆变侧直流电压跌落，抑制故障后直流电流突增。与可控电压源配合辅助换流器换相，可以有效减小换流器的换相时长，增大熄弧角，提高柔性化lcc抵御换相失败的能力，防止换相失败发生，具有操作简单可靠性高的优点。
28、避雷器作为一种非线性电阻，具有在正常电压下呈现高电阻状态，在过电压时动作突变到低电阻状态的特点。相较传统电阻端电压随流过电流线性变化，避雷器在低电阻状态下端电压值基本等于残压值，能够为换流器提供稳定直流电压增量，通过计算选取合适的避雷器参数，即可在电压跌落故障时提供充足的补偿电压，辅助换相，降低了换相失败风险。另外，igbt和氧化锌避雷器组成串联非线性电阻的价格比辅助换相装置便宜，降低了设备成本。
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1.一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，所述步骤S1中，非线性电阻为避雷器。
3.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，所述步骤S1中，可控电压源采用载波移相调制方式输出容性电压。
4.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，所述步骤S1中，IGBT组包括两个反向串联的IGBT。
5.根据权利要求4所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，所述IGBT带有反并联二极管，两个IGBT同时导通或关断控制非线性电阻在换流变压器阀侧线路中的投切。
6.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，其特征在于，所述步骤S2-S4中，非线性电阻模块中子模块在线路中投切的数量根据预先建立的表格按照故障时逆变侧交流电压跌落量所处的范围采用查表法选择。
7.根据权利要求1所述的一种投切非线性
8.根据权利要求7所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化LCC抵御换相失败的方法，其特征在于，所述步骤SA2中，根据下式计算两相避雷器同时投入期间关断相避雷器产生的直流电压平均增量ΔUd1：
...【技术特征摘要】
1.一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，所述步骤s1中，非线性电阻为避雷器。
3.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，所述步骤s1中，可控电压源采用载波移相调制方式输出容性电压。
4.根据权利要求1所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，所述步骤s1中，igbt组包括两个反向串联的igbt。
5.根据权利要求4所述的一种投切非线性电阻辅助柔性化lcc抵御换相失败的方法，所述igbt带有反并联二极管，两个igbt同时导通或关断控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾翔君，刘寅迪，赵博浩，骆一萍，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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