[發明專利]基于非線性VDCOL的HVDC連續換相失敗抑制方法

有效

• 申請號: 201810324899.0
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108400611B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 孟慶強;劉澤洪;汪鑫;洪樂榮;羅安;周小平;姜勁松;夏海濤;劉一鋒
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力公司;湖南大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M1/32;H02M1/084
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發明公開了一種基于非線性VDCOL的HVDC連續換相失敗抑制方法，一方面將傳統的線性的VDCOL控制轉變成非線性的VDCOL控制，根據直流母線電壓的下降程度設置不同VDCOL控制特性的斜率，從而調整了在不同電壓區間里直流電流指令的響應速度；另一方面，根據系統交流電壓下降程度動態調整非線性VDCOL的控制特性和工作區間，提高了HVDC系統在嚴重故障時的靈敏度，進一步抑制HVDC系統發生連續換相失敗。

技術領域

本發明涉及HVDC連續換相失敗抑制控制領域，特別是一種基于非線性VDCOL的HVDC連續換相失敗抑制方法。

背景技術

我國一次能源與負荷需求呈逆向分布，客觀上要求在大范圍內對能源進行優化配置。高壓直流輸電(HVDC)憑借其電能輸送容量大，傳輸損耗低、輸電功率調節或反轉迅速、輸電可靠性高、非同步聯絡能力強等優點，成為遠距離、跨區域的電網互聯的重要組成手段，遠距離、大容量高壓直流輸電也將成為我國未來電網的發展趨勢。

傳統的HVDC采用無自關斷能力的晶閘管作為換流元件，逆變側交流系統發生直流電壓下降、直流電流短時增大等故障時易導致HVDC系統發生換相失敗，從而發生連續換相失敗。連續換相失敗會引起直流系統直流偏磁、繼電保護裝置誤動、過電壓，甚至引發閥組閉鎖或極閉鎖導致較大的功率沖擊，嚴重威脅電網的安全穩定運行。

低壓限流控制策略(VDCOL)是抑制換相失敗的常見控制方法，主要是根據故障側(一般是逆變側)的交流或直流電壓動態調整系統直流電流的指令值，從而增大逆變側閥組的關斷角以增加換相裕度，從而抑制連續換相失敗發生。但是傳統的VDCOL的靈敏度不高，當系統發生嚴重故障時，其響應較慢，逆變側電壓和直流輸送功率調整緩慢，難以避免系統發生連續換相失敗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種基于非線性VDCOL的HVDC連續換相失敗抑制方法，將傳統的線性的VDCOL控制轉變成非線性的VDCOL控制，同時，根據系統故障程度動態調整VDCOL控制器的控制特性，當交流故障嚴重時，迅速改變直流電流指令以實現連續換相失敗的抑制。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于非線性VDCOL的HVDC連續換相失敗抑制方法，該方法包括以下步驟：

1)分別檢測HVDC系統逆變側交流相電壓信號U_ac、逆變側直流電壓信號U_dc-inv、整流側直流電流信號I_d-rec，逆變側直流電流信號I_d-inv，檢測逆變側換流器中的所有換流閥的關斷角信號，比較并選擇其中的最小值作為γ_inv；

2)將U_ac傳送至交流故障系數計算模塊，得到交流故障系數k；

3)將I_d-rec乘以電壓補償系數，乘積與U_dc-inv相加得到補償后的電壓信號即直流線路中點的電壓信號U_dc；

4)將U_dc和交流故障系數k傳送至非線性VDCOL控制環節，得到整流側的定電流控制指令信號I_ord-rec；

5)將I_ord-rec與I_d-rec相減得到誤差信號e_I-rec，e_I-rec通過相應的PI環節得到整流側換流閥組的超前角指令β_rec，用π減去β_rec得到整流側換流閥組的延遲角α_rec；

6)將α_rec傳送到整流側的脈沖發生單元生成對應的控制信號；