[發明專利]一種適用于LCC直流輸電系統逆變側交流故障下的復合移相控制策略

有效

• 申請號: 201710417710.8
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN107026483B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 徐政;王世佳;陸韶琦;侯玉強;劉福鎖;李威
• 申請（專利權）人: 浙江大學;國電南瑞科技股份有限公司;國網江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

技術領域

本發明屬于電力系統控制技術領域，具體涉及一種適用于LCC(Line Commuted Convertor)直流輸電系統逆變側交流故障下的復合移相控制策略。

背景技術

高壓直流輸電在我國西電東送和異步聯網方面具有重要應用。然而，高壓直流輸電系統在逆變側交流故障下容易發生換相失敗，從而導致直流電壓降低，直流電流升高，輸送功率跌落，并對換流閥的使用壽命產生不利影響；若恢復過程中控制失當，發生連續換相失敗，則會進一步加劇對受端交流電網的沖擊。近年來，隨著我國新建高壓直流輸電工程電壓等級和輸送功率的不斷提高，換相失敗對交流系統的不利影響日益顯著。

逆變側控制策略對直流輸電抵御換相失敗及換相失敗后的恢復能力有重要影響。目前，我國已投運的天廣、貴廣、云廣、溪洛渡和糯扎渡等直流工程采用基于SIEMENS技術路線的控制策略；該控制策略在逆變側包含三種控制方式，即定直流電壓控制方式、定關斷角控制方式和后備定電流控制方式；實際運行中，三種控制方式共用一個比例積分調節器，并選擇直流電壓偏差、關斷角偏差和直流電流偏差中的較大者作為比例積分調節器的輸入，正常情況下逆變側運行在定直流電壓控制方式。

逆變側交流系統發生短路故障后，逆變站晶閘管的關斷角迅速減小，關斷角偏差成為三種偏差中的較大者被選擇成為比例積分調節器的輸入，從而使故障期間逆變器的控制方式切換為定關斷角控制。定關斷角控制方式動作的速度取決于比例積分調節器中的比例系數和積分時間常數；在目前高壓直流輸電工程通常采用的參數條件下，逆變側觸發角從正常值降低至最低允許值通常需要數十毫秒，已大大超過通常換相失敗發生所需的時間，導致換相失敗難以避免。

發明內容

鑒于上述，本發明提出了一種適用于LCC直流輸電系統逆變側交流故障下的復合移相控制策略，能夠有效解決系統逆變側交流故障下所導致的換相失敗問題。

一種適用于LCC直流輸電系統逆變側交流故障下的復合移相控制策略，包括：

(1)基于直流電流上升率與瞬時值的移相控制：

1.1采集系統的直流電流I_d，使其經過一階慣性環節后的輸出結果I_dF作為該移相控制的輸入；

1.2對I_dF的上升率dI_dF/dt進行實時檢測，若dI_dF/dt大于閾值C₁且|I_dF|大于閾值C₂，則執行步驟1.3，t表示時間；

1.3對系統逆變器的觸發越前角β進行強制移相，即將觸發越前角β強制增加Δβ₁，Δβ₁為設定的移相角；

(2)基于交流電壓均方根與不對稱度的移相控制：

2.1采集系統逆變側的三相交流電壓u_abc，使其作為該移相控制的輸入；

2.2若u_abc的不對稱度大于閾值C₃或u_abc對應線電壓的均方根值大于閾值C₄，則執行步驟2.3；

2.3對系統逆變器的觸發越前角β進行強制移相，即將觸發越前角β強制增加Δβ₂，Δβ₂為根據所述不對稱度和均方根值計算得到的移相角。

優選地，所述移相角Δβ₁的指令值設定為30°。

優選地，對所述基于直流電流上升率與瞬時值的移相控制設置啟動延時T₁和退出延時T₂，并對其輸出的移相結果設置上升率限制R₁和下降率限制R₂；對所述基于交流電壓均方根與不對稱度的移相控制設置啟動延時T₃和退出延時T₄，以提高移相控制啟動與退出的靈活性。

進一步地，所述移相角Δβ₂的計算確定過程為：首先根據以下公式計算出中間變量u_I，然后使中間變量u_I經過一階慣性環節或比例放大環節得到移相角Δβ₂；

u_I＝max{K₁|U_-/+-C₃|,K₂|U_RMS-C₄|}