[發(fā)明專利]計及換相失敗預(yù)測控制的直流輸電換相失敗概率求取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710332920.7
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107134801B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李程昊;張振安;劉巍;王驊;饒宇飛;李曉萌;趙陽;高澤;姚偉;劉暢
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院;華中科技大學;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02H7/26
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務(wù)所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

1.計及換相失敗預(yù)測控制的直流輸電換相失敗概率求取方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)確定逆變側(cè)交流系統(tǒng)單相短路故障后，換流母線故障相電壓跌落程度d％，然后進入步驟(2)；

(2)以換流母線A相電壓正向過零點為端點，將整個時間區(qū)間分為長度0.02s的若干區(qū)間，設(shè)故障發(fā)生時刻所在的時間區(qū)間為SPAN1，將在SPAN1內(nèi)的觸發(fā)稱為第一輪觸發(fā)；下一個時間區(qū)間為SPAN2，在SPAN2內(nèi)的觸發(fā)稱為第二輪觸發(fā)；將故障發(fā)生時刻距SPAN1起點的時間差所換算成的弧度稱為故障合閘角θ，故障合閘角θ的計算公式為其中Δt為故障發(fā)生時刻距SPAN1起點的時間差，然后進入步驟(3)；

(3)計算在換相失敗預(yù)測控制的作用下，換流母線A相電壓跌落d％時，時間區(qū)間SPAN1和SPAN2中關(guān)鍵閥組換相過程的換相電壓-時間積分，然后進入步驟(4)；

(4)利用公式A＝2L_rI_dn計算額定直流電流下?lián)Q相電壓-時間積分需求A，其中，L_r表示換流變壓器漏電感，I_dn表示額定直流電流，然后進入步驟(5)；

(5)根據(jù)時間區(qū)間SPAN2中關(guān)鍵閥組換相過程的換相電壓-時間積分和額定直流電流下?lián)Q相電壓-時間積分需求A計算臨界電壓跌落范圍d_min％和d_max％，當d％<d_min％時進入步驟(6)，當d％≥d_min％時進入步驟(7)；

(6)根據(jù)時間區(qū)間SPAN1中關(guān)鍵閥組換相過程的換相電壓-時間積分和額定直流電流下?lián)Q相電壓-時間積分需求A，計算在換相失敗預(yù)測控制的作用下，換流母線A相電壓跌落d％時，發(fā)生換相失敗的故障合閘角θ的范圍，進而計算發(fā)生換相失敗的概率P；

所述步驟(6)包括以下步驟：

(61)求解出滿足A(θ)_m-n(1)＜A(m-n＝3-5、10-12、4-6)的故障合閘角范圍[θ_3-5(1),θ_3-5(2)]、[θ_10-12(1),θ_10-12(2)]、[θ_4-6(1),θ_4-6(2)]；

(62)發(fā)生換相失敗的概率P為

(7)當d_max％≥d％≥d_min％時，發(fā)生換相失敗的概率無法準確判定；當d％>d_max％時，發(fā)生換相失敗的概率P為100％；

所述步驟(3)包括以下步驟：

(31)利用公式cf＝arccos(1-0.075d％)計算換流母線故障相電壓跌落d％后，換相失敗預(yù)測控制的輸出量cf；

(32)計算換流母線A相電壓跌落d％后，Y/Y接線換流變壓器閥側(cè)空載A相、B相、C相電壓以及Y/D接線換流變壓器閥側(cè)空載A相、B相、C相電壓

(33)利用公式計算在不同故障合閘角θ下，時間區(qū)間SPAN1中觸發(fā)的閥3到閥5、閥10到閥12、閥4到閥6的換相電壓-時間積分A(θ)_3-5(1)、A(θ)_10-12(1)、A(θ)_4-6(1)，其中，不同故障合閘角θ下，A(θ)_3-5(1)、A(θ)_10-12(1)、A(θ)_4-6(1)分別對應(yīng)的t₁、t₂、ΔU如表1、表2、表3所示：

表1計算A(θ)_3-5(1)時相應(yīng)的積分變量

其中，為步驟(32)中所求得的換流母線A相電壓跌落d％后，Y/D接線換流變壓器閥側(cè)B相空載電壓；為正常情況下Y/D接線換流變壓器閥側(cè)B相空載電壓；β表示正常運行時觸發(fā)越前角，γ_min表示熄弧角最小值，θ表示故障合閘角；為閥3到閥5的換相電壓過零點提前量，可利用公式求得；ω為角速度，為100π；

表2計算A(θ)_10-12(1)時相應(yīng)的積分變量

其中，k表示換流變壓器變比；d％為換流母線故障相電壓跌落程度；為正常運行時換流母線A相、B相、C相電壓；β表示正常運行時觸發(fā)越前角，γ_min表示熄弧角最小值，θ表示故障合閘角；為閥10到閥12的換相電壓過零點提前量，可利用公式求得；ω為角速度，為100π；

表3計算A(θ)_4-6(1)時相應(yīng)的積分變量

其中，為步驟(32)中所求得的換流母線A相電壓跌落d％后，Y/D接線換流變壓器閥側(cè)A相空載電壓；為正常情況下Y/D接線換流變壓器閥側(cè)A相空載電壓；β表示正常運行時觸發(fā)越前角，γ_min表示熄弧角最小值，θ表示故障合閘角；ω為角速度，為100π；

(34)利用公式計算時間區(qū)間SPAN2中，閥3到閥5、閥10到閥12、閥4到閥6的換相電壓-時間積分A_3-5(2)、A_10-12(2)、A_4-6(2)，A_3-5(2)、A_10-12(2)、A_4-6(2)分別對應(yīng)的t₁、t₂、ΔU如表4所示：

表4 A_3-5(2)、A_10-12(2)、A_4-6(2)對應(yīng)的積分變量

其中，各變量的定義與表1、表2、表3中的定義相同。