【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统保护和控制，具体涉及一种基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法。
技术介绍
1、基于电网换相型变换器的高压直流系统(line commuted converter based highvoltage direct current,lcc-hvdc)因输电距离远、输送容量大等优点被广泛运用于远距离输电、非同步联网以及新能源外送等领域。lcc-hvdc采用无自关断能力的晶闸管作为换流器件，在受端交流系统故障后易发生换相失败。当lcc-hvdc发生换相失败后，整流站过剩无功功率送入送端交流系统，将引起送端电网交流暂态过电压。由于以电力电子装置为接口的新能源机组耐高压能力差，送端交流暂态过电压易导致新能源机组高压脱网。随着lcc-hvdc容量的不断增大，换相失败后整流站交流暂态过电压问题愈加严峻，对电网安全构成严重威胁。因此抑制整流站交流暂态过电压，对保障大电网安全具有重要意义。
2、针对lcc-hvdc换相失败引起的送端交流暂态过电压问题已有一定研究。在过电压的抑制方面，阻止换相失败能够从根本上避免送端交流暂态过电压。但是，尽管研究人员从控制系统优化、拓扑改进、配置无功补偿设备等方面开展了大量研究，但是换相失败无法彻底避免。因此，需要额外措施来抑制送端交流暂态过电压。通过优化lcc-hvdc控制系统来抑制暂态过电压是当前研究的热点。研究人员对低压限流控制、换相失败预防控制、定电流控制的参数进行优化，以期减小故障期间换流站与送受端系统交换无功功率，进而抑制过电压。另有研究在受端交流系统故障期间
3、因此，如何兼顾控制指令值的定量计算和锁相偏差对整流站暂态过电压的影响，从而有效抑制整流站交流暂态过电压，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、为了兼顾控制指令值的定量计算和锁相偏差对整流站暂态过电压的影响，从而有效抑制整流站交流暂态过电压，本专利技术提出一种基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，包括以下步骤：
2、s101、当检测到整流站直流电流大幅降低时，启动控制，采集整流站的直流电压、整流站交流母线电压、整流站触发角、整流站锁相环输出相位以及送端交流系统电压相位；
3、s102、根据电网运行规程确定的整流站最大允许交流母线电压，计算直流整流站最小消耗无功功率；
4、s103、基于直流整流站最小消耗无功功率计算补偿不平衡无功功率的整流站直流电流；
5、s104、计算补偿触发角误差的整流站触发角补偿量；
6、s105、利用补偿不平衡无功功率的整流站直流电流和补偿触发角误差的整流站触发角补偿量计算整流站触发角指令值，根据整流站触发角指令值实施控制。
7、进一步的，整流站最小消耗无功功率qdrmin的计算包括：
8、
9、其中，qdrmin为整流站最小消耗无功功率；qacn为正常工况时送端交流系统与整流站之间的交换无功功率；bcr为交流滤波器等效电纳；ulrmax为整流站的最大允许交流母线电压；ulrn为正常工况时整流站交流母线电压；scr为送端交流系统的短路容量。
10、进一步的，补偿不平衡无功功率的整流站直流电流的计算过程包括：
11、
12、其中，idrord为补偿不平衡无功的直流电流指令值；udr0为整流站空载直流电压；udr为实时的整流站直流电压；qdrmin为整流站最小消耗无功功率。
13、进一步的，补偿触发角误差的整流站触发角补偿量的计算过程包括：
14、
15、其中，δαrord为补偿触发角误差的整流站触发角补偿量；θpll为整流站锁相环输出相位；θoc为送端交流系统的电压相位角；udr为实时的整流站直流电压；αr-th为直流电流指令值通过定电流控制得到的触发角；n为整流站每极中6脉动换流器数；kr为整流站换流变压器的变比；ulr为实时的整流站交流电压；a、b、c为计算参数。
16、进一步的，计算参数a、b、c表示为：
17、
18、其中，rr为送端交流系统的等值电阻；xr为送端交流系统的电抗；xs为整流站等值换相电抗。
19、进一步的，整流站触发角指令值的计算包括：将计算得到的整流站直流电流与整流站实时电流的偏差作为pi控制器的输入，在pi控制器的输出上叠加触发角补偿量，得到整流站触发角指令值。
20、进一步的，整流站触发角指令值表示为：
21、
22、其中，αrord为整流站触发角指令值；kap为pi控制器的比例系数；idrord为补偿不平衡无功的直流电流指令值；idr为实时直流电流；tai为pi控制器的积分时间常数；t为时间变量；δαrord为补偿触发角误差的整流站触发角补偿量。
23、与现有技术相比的区别，本专利技术具有如下有益效果：
24、1、现有技术通过优化方法确定直流输电系统的控制指令值，忽略了换相失败期间各电气量的变化以及相互影响，难以根据无功不平衡量定量计算直流输电系统的指令值；本专利技术考虑直流整流站不平衡无功功率对直流送端系统交流暂态过电压的影响，根据整流站无功不平衡关系和消耗无功计算直流指令值，可准确抑制整流站交流暂态过电压。
25、2、现有技术忽略了换相失败期间整流站锁相环响应特性及其对交流暂态过电压控制的影响；本专利技术量化了整流站锁相偏差造成的触发角误差对直流送端系统交流暂态过电压的影响，通过触发角补偿避免整流站锁相偏差的影响，可更为准确地抑制暂态过电压。
26、3、现有技术忽略了控制器控制性能对控制结果的影响；本专利技术考虑了控制误差对控制结果的影响，将误差补偿至结果上，可优化控制器性能，实现整流站暂态交流过电压的精准和有效控制。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，整流站最小消耗无功功率Qdrmin的计算包括：
3.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，补偿不平衡无功功率的整流站直流电流的计算过程包括：
4.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，补偿触发角误差的整流站触发角补偿量的计算过程包括：
5.根据权利要求4所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，计算参数a、b、c表示为：
6.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，整流站触发角指令值的计算包括：将计算得到的整流站直流电流与整流站实时电流的偏差作为PI控制器的输入，在PI控制器的输出上叠加触发角补偿量，得到整流站触发角指令值。
7.根据权利要求1或6所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电
...【技术特征摘要】
1.基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，整流站最小消耗无功功率qdrmin的计算包括：
3.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，补偿不平衡无功功率的整流站直流电流的计算过程包括：
4.根据权利要求1所述的基于动态补偿的直流送端系统交流暂态过电压控制方法，其特征在于，补偿触发角误差的整流站触发角补偿量的计算过程包...
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