[發(fā)明專利]一種換流閥仿真平臺及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410487948.4
• 申請日: 2014-09-22
• 公開（公告）號: CN105511293B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許韋華;陽岳希;李娜;查鯤鵬;魏曉光;張皓
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中電普瑞電力工程有限公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種換流閥仿真平臺，其特征在于，所述仿真平臺包括三相六脈動橋電路，每相由閥模塊串聯(lián)組成，在每個閥模塊中均設(shè)有輔助晶閘管閥和受控開關(guān)；

所述三相六脈動橋電路的每相均與電壓源-電感串聯(lián)支路連接，設(shè)有三個電容器連接在三相六脈橋電路的每相上；所述三個電容器均接地；每個閥模塊均并聯(lián)有受控電阻Ra；

所述閥模塊包括電容器Czv支路；電阻Rdcv和受控電阻Rmv串聯(lián)支路；電阻Rdv、電容器Cdv和電感Lmv串聯(lián)支路；電阻R_Cuv和電感L0v串聯(lián)支路；電阻R11支路；晶閘管閥-受控開關(guān)串聯(lián)支路以及輔助晶閘管閥Vmm支路；

所述電阻Rdcv和受控電阻Rmv串聯(lián)支路與電阻Rdv、電容Cdv和電感Lmv串聯(lián)支路并聯(lián)后再與電阻R_Cuv和電感L0v串聯(lián)支路串聯(lián)；電阻R11支路；晶閘管閥Vm-受控開關(guān)Sm串聯(lián)支路以及輔助晶閘管閥Vmm支路并聯(lián)；晶閘管閥Vm的陽極以及輔助晶閘管閥Vmm的陽極均連接在電阻Rdcv和受控電阻Rmv之間；電容器C0v的兩端分別與晶閘管閥Vm的陽極、輔助晶閘管閥Vmm的陽極以及電容器Czv的一端連接；

所述輔助晶閘管閥Vmm采用Sgmm作為其觸發(fā)信號。

2.一種如權(quán)利要求1所述的換流閥仿真平臺的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟：

(1)實時測量并計算實時運行關(guān)斷角γ、晶閘管閥Vm第k周期的電流下降率di/dt、關(guān)斷前正向通態(tài)電流I_F和晶閘管閥結(jié)溫Tj；

(2)確定晶閘管閥Vm的臨界關(guān)斷角γ_min；

(3)將晶閘管閥的臨界關(guān)斷角γ_min與實時運行關(guān)斷角γ比較，實時判斷晶閘管閥是否會發(fā)生換相失敗；

(4)當(dāng)判斷晶閘管閥Vm會發(fā)生換相失敗時，觸發(fā)相應(yīng)的輔助晶閘管閥和斷開相應(yīng)的受控開關(guān)，模擬換相失敗的過程；

所述步驟(1)中，通過比較器得到第k周期晶閘管閥Vm電流下降過零時刻，發(fā)出關(guān)斷計時開始脈沖，同理用比較器得到第k周期閥Vm電壓由負(fù)變正時刻，發(fā)出關(guān)斷計時結(jié)束脈沖；將兩脈沖之間的時間換算為電角度，即為第k周期晶閘管閥Vm的實時運行關(guān)斷角γ；

測量晶閘管閥Vm電流，利用微分電路計算電流實時變化率；通過比較器和窗口函數(shù)，在第k周期該電流下降過零時刻產(chǎn)生脈沖；利用脈沖控制和保持器，測量并保持過零點的電流下降率di/dt(i＝0)；

通過比較器和窗口函數(shù)在第k周期閥Vm關(guān)斷前產(chǎn)生脈沖，利用此脈沖和保持器，測量并保持此時的晶閘管閥電流值，得到第k周期閥Vm的關(guān)斷前的正向通態(tài)電流I_F；

晶閘管結(jié)溫T_j按下式計算：

T_j＝T_C+P_j×R_θJC 1)；

其中，T_C：晶閘管閥冷卻液入口溫度和出口溫度的平均值；P_j：每只晶閘管的總損耗；R_θJC：晶閘管結(jié)與冷卻液之間的熱阻；

晶閘管的通態(tài)損耗：

其中，N_t：單晶閘管閥的晶閘管串聯(lián)數(shù)；U₀：為晶閘管平均通態(tài)電壓降中與電流無關(guān)的部分；R₀：為決定晶閘管平均通態(tài)特性斜率的電阻；I_d：為直流電流；

晶閘管的關(guān)斷損耗：

其中，Q_rr為晶閘管存儲電荷的平均值。

3.如權(quán)利要求2所述的實現(xiàn)方法，其特征在于，所述步驟(2)中，利用所得的電流過零點的電流下降率di/dt、晶閘管結(jié)溫T_j和關(guān)斷前正向通態(tài)電流I_F，根據(jù)晶閘管閥中的晶閘管的測試數(shù)據(jù)，確定晶閘管閥V_m在第k周期的實時關(guān)斷角γ_T，考慮晶閘管閥中的晶閘管的分散性Δγ，得臨界關(guān)斷角γ_min＝γ_T+Δγ。