[發明專利]基于拉普拉斯變換的柔性直流啟動電阻設計方法

有效

• 申請號: 201110419718.0
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102521457A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王珂;姚建國;駱健;楊勝春
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

1.基于拉普拉斯變換的柔性直流啟動電阻設計方法,其特征在于，包括以下步驟：

首先，由啟動第一階段電流不可控階段可得電路的微分方程

?(1)

其中，；

這里為臨界啟動電阻，是待求量；表示向直流電容充電的沖擊電流瞬時值，為換流站等效損耗，?為換流電抗器電感，為直流電容，為公共聯絡點PCC1（the?point?of?common?coupling）相電壓的瞬時值，為相電壓的峰值；

在一個時間周期期間內，時，a相電壓最高；時，b相電壓最高；時，c相電壓最高；

若交流系統允許通過的最大沖擊電流為，將代入式（1）并依據拉普拉斯變換可以得到系統沖擊電流的表達公式為

（2）

其中

對上式進行求導，并令，既可求得當時，最大；

?則當（3）

時，計算出的臨界啟動電阻大小即可滿足系統的過電流限制條件；

其次，除了考慮交流系統允許的最大電流限制外，還需考慮系統允許的最大過電壓的限制，需滿足

?(4)

同時滿足公式（3）和（4）約束的啟動電阻才能實現啟動初期抑制系統過電壓和過電流的功能，且得到的臨界啟動電阻是能夠同時可靠抑制啟動第一階段的過電壓和過電流，以滿足交直流系統的安全性要求。

2.根據權利要求1所述的基于拉普拉斯變換的柔性直流啟動電阻設計方法,其特征在于，當直流電容的充電電流衰減至一個很小值時，可以（近似）認為直流側電容已充滿，充電過程結束，此時公共聯絡點PCC1的電壓和換流器出口處的電壓間電流近似為0，兩者間電勢可認為近似相等；取一個略大于臨界啟動電阻的電阻作為啟動電阻，將代入沖擊電流的計算公式（2），當沖擊電流小于一定門檻值時，即可認為充電過程結束，此時對應的時間即為限流電阻大小配置為時的限流電阻臨界投入時間。

3.根據權利要求1所述的基于拉普拉斯變換的柔性直流啟動電阻設計方法,其特征在于，.對于向無源網絡供電的VSC-HVDC系統，正常運行時逆變站是所聯交流系統的唯一電源，需采用定頻率和定交流電壓的控制方式，而整流站則需采用定直流電壓和定無功功率（或定交流電壓）的控制方式；啟動時兩側直流電容的充電電壓均由整流側交流系統提供，因而整流側的啟動控制是整個系統安全運行的關鍵；在啟動電阻設計時需要考慮逆變側直流電容的影響，如圖3所示，一般情況下，柔性直流整流側和逆變側的直流電容均取為相同的電容，則針對向無源網絡供電的啟動電阻計算，只需用代替式（1）和（4）中的計算啟動電阻即可。

4.根據權利要求1所述的基于拉普拉斯變換的柔性直流啟動電阻設計方法,其特征在于，對于聯結兩端有源網絡的柔性直流系統，有兩種啟動控制方式：

方式一：對于定直流電壓控制端來說，先封鎖觸發脈沖，當直流側電容充電結束或電壓上升到一定值時，再解除脈沖封鎖，并切換到定直流電壓控制方式；對于定有功功率控制端，可先斷開直流線路，然后采用與定直流電壓控制端完全相同的啟動控制方式；當直流電壓達到額定值時再接通直流線路，并切換到正常的定有功功率控制方式；此時每一側的啟動電阻均可按式（3）和式（4）的方法進行設計；

方式二：定直流電壓控制端在向本側直流電容充電的同時，也向另一側換流站直流電容充電，直到兩端直流電壓在定直流電壓控制端控制下達到額定值，非直流電壓控制端再切換到正常的控制方式；

此時定直流電壓控制端的啟動電阻，可參照向無源電網供電的方法進行設計。