[發明專利]一種抑制直流系統連續換相失敗的安全控制方法和系統

有效

• 申請號: 201910760907.0
• 申請日: 2019-08-16
• 公開（公告）號: CN110417042B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 馬歡;楊冬;麻常輝;雷鳴;張鵬飛;趙康;劉文學;周寧;曹永吉;盧奕;張志軒;房俏;李山;陳博;邢魯華;蔣哲
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02M7/00
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 肖繼軍

1.一種抑制直流系統連續換相失敗的安全控制方法，其特征在于，基于連續換相失敗機理，檢測直流系統逆變側換相失敗次數和逆變側換流母線電壓，通過直流功率速降實現直流系統連續換相失敗抑制，包括如下步驟：

S1：檢測逆變側換相失敗次數m，逆變側換流母線電壓U_i；

S2：判斷換相失敗次數m、換流母線電壓U_i是否滿足觸發條件，如果滿足觸發條件，進入步驟S3；如果不滿足觸發條件，返回步驟S1；

S3：啟動直流功率速降；

S4：判斷直流功率的大小，根據直流系統短路比SCR的范圍，決定直流功率速降值；

S5：進行直流功率速降；

S6：判斷是否滿足退出條件，若否，則返回步驟S5；若是，直流功率速降結束，開始恢復直流功率；

所述步驟S2中，判斷換流母線電壓U_i是否滿足觸發條件包括：

如果m≥2且U_i0.9U_N，返回步驟S1，如果m2或U_i0.9U_N，進入步驟S3；其中U_N為換流母線額定電壓；

所述步驟S4中，直流功率速降值根據直流系統短路比SCR的范圍來確定，強交流狀態與弱交流狀態對應不同的短路比，不同交流狀態下發生換相失敗后對應的功率速降值也不同，具體包括：

當SCR3時，直流功率速降值為10％，3SCR2.5時，直流功率速降值為20％，2.5SCR1.5時，直流功率速降值為30％，1.5SCR時，直流功率速降值為40％。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中換相失敗次數的檢測方法具體包括：

S21：逆變換流器換相失敗檢測裝置測量閥電流與換流母線線電壓，并計算換流閥熄弧角；

S22：判斷熄弧角是否大于固有極限熄弧角：

如果是，表示沒有發生換相失敗，返回步驟S21，逆變換流器換相失敗檢測裝置繼續實時測量計算閥熄弧角；

如果否，表示發生換相失敗，進入步驟S23；

S23：裝置內部換相失敗計數器加一并通過通信傳輸接口發送當前所測量的換相失敗次數，延遲200ms后返回步驟S21，裝置繼續實時測量計算閥熄弧角判斷是否發生下一次換相失敗。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S21中，換流閥熄弧角為閥電流過零時刻與換相線電壓過零時刻之差的角度值。

4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟S22中，換流閥可控硅元件中建立P-N結所必須的時間用角度的方式來表示，即為固有極限熄弧角；固有極限熄弧角的大小與可控硅的元件參數、運行狀態有關。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，直流系統短路比的計算公式如下：

其中SCC_i為逆變換流母線的短路容量，P_dci為直流系統饋入受端交流系統有功功率。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟S6中，所述判斷是否滿足退出條件具體包括：

判斷換流母線電壓U_i，如果U_i0.8U_N，則繼續步驟S3，如果U_i≥0.8U_N，直流功率速降結束，開始恢復直流功率；其中U_N為換流母線額定電壓。

7.一種抑制逆變換流器連續換相失敗的安全穩定系統，其特征在于，包括基于權利要求1-6之一所述的安全控制方法的直流安全穩定控制主站、整流換流控制子系統與逆變側狀態檢測子系統，配合實現抑制直流系統連續換相失敗。