[發明專利]一種高壓直流輸電阻尼電容狀態監測方法

有效

• 申請號: 201610607197.4
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN107664719B
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 鄭林;王華鋒;吳文祥;馬浩宇;王斌澤;郝長城
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院;國家電網公司;國網湖北省電力公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種高壓直流輸電阻尼電容狀態監測方法，包括下述步驟：1)確定求解阻尼電容值的連續微分方程；2)將求解阻尼電容值的連續微分方程離散化；3)根據離散的電容電壓和電流采樣值計算阻尼電容值。本發明提供的技術方案為在線監測阻尼電容值提供技術支撐，同時為整個換流閥工作狀態監測及故障預判提供依據。本發明還可為實現換流閥“定期檢修”到“狀態檢修”的轉變奠定基礎，解決目前無法對換流閥實現故障預判而導致的可靠性問題和只能定期檢修造成的可用率相對低問題，最終提升換流閥可靠性和可用率。

技術領域

本發明涉及特高壓直流輸電技術領域，具體涉及一種高壓直流輸電阻尼電容狀態監測方法。

背景技術

高壓直流換流閥由晶閘管、阻尼回路和均壓回路等關鍵元部件串聯組成(如圖1)，其中阻尼回路的作用是在晶閘管關斷恢復期間降低換流閥的換相電壓過沖，同時起到串聯晶閘管的動態均壓作用，從而保護晶閘管不受關斷過電壓的侵害及保持電壓均勻分布。

阻尼回路又由阻尼電容和阻尼電阻組成。其中，阻尼電容越大，換流閥換相過電壓峰值越小，但是會增加換流閥的損耗，不利于換流閥長期運行。然而，阻尼電容值太小，則起不到對換流閥換相過電壓的阻尼作用，存在晶閘管被過電壓擊穿風險。

因此，阻尼電容的容值對整個換流閥的安全穩定運行至關重要，若能實時監測阻尼電容值，可為整個換流閥運行狀態的實時監測和故障診斷及預判提供依據。同時，進一步通過制定科學合理的檢修計劃提高換流閥的可用率和可靠性。

目前，國內外還沒有實時監測阻尼電容值及其他關鍵部件運行參數的有效方法，無法做到換流閥的運行狀態實時監測和故障預判，故障處理具有滯后性，并只能實施定期檢修，因此換流閥的可靠性和可用率提升空間較大。

綜上，有必要研究能夠在線實時、準確測量阻尼電容值的原理和有效方法，為在線監測阻尼電容值提供技術支撐，同時為整個換流閥工作狀態監測及故障預判提供依據。

發明內容

為解決上述現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種高壓直流輸電換流閥本體內阻尼電容值的實時計算方法和檢測實現方法，實現阻尼電容值的實時、準確監測，確保換流閥的可靠運行。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

本發明提供一種高壓直流輸電阻尼電容狀態監測方法，其改進之處在于，所述方法包括下述步驟：

1)確定求解阻尼電容值的連續微分方程；

2)將求解阻尼電容值的連續微分方程離散化；

3)根據離散的電容電壓和電流采樣值計算阻尼電容值。

進一步地，所述步驟1)中，求解電容值的連續微分方程如下式所示：

精確計算電容值的微分方程為

其中：C為阻尼電容值；i(t)為流過電容的電流采樣值；u(t)為阻尼電容運行電壓值；t表示采樣時間。

進一步地，所述步驟2)中，離散化的連續微分方程為：

其中：C為阻尼電容值；i(t)為流過電容的電流采樣值；u(t)為阻尼電容運行電壓值；t表示采樣時間，u(t-Δt)表示下一個采樣間隔的電壓；Δt表示采樣時間間隔。

進一步地，所述步驟3)中，式(2)中的i(t)用代替以提高計算精度，即得到最終的阻尼電容值計算公式：

其中：C為阻尼電容值；i(t)為流過電容的電流采樣值；u(t)為阻尼電容運行電壓值；t表示采樣時間，u(t-Δt)表示下一個采樣間隔的電壓；Δt表示采樣時間間隔；i(t-Δt)下一個采樣間隔時間的電流。