[發(fā)明專利]直流輸電系統(tǒng)換相失敗的臨界電壓計算方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010616029.8
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111697613A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 王峰;蘇國強;劉合金;劉洋;李帥;張鵬平;由新紅;黃敏;張林利;張世棟
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種直流輸電系統(tǒng)換相失敗的臨界電壓計算方法，其特征是，包括以下步驟：

獲取直流輸電系統(tǒng)的運行參數(shù)；

實時監(jiān)測整流側和逆變側換流母線三相電壓，并計算故障后直流電流瞬時值；

對直流電流瞬時值公式進行拉普拉斯逆變換，得到直流電流的時域解，并計算第2個換相過程結束時的直流電流值；

根據(jù)預先設定的換相失敗臨界關斷角，以及求取的直流電流值，計算導致?lián)Q相失敗的臨界瞬時電壓。

2.根據(jù)權利要求1所述的直流輸電系統(tǒng)換相失敗的臨界電壓計算方法，其特征是，所述直流輸電系統(tǒng)的運行參數(shù)包括平波電抗器整流側電流及逆變側電流、整流側線路電阻及逆變側線路電阻、線路充電電容，以及整流側額定電流和逆變側額定電流、線路電容額定電壓、整流側額定電壓、換相失敗臨界關斷角。

3.根據(jù)權利要求1所述的直流輸電系統(tǒng)換相失敗的臨界電壓計算方法，其特征是，所述計算故障后直流電流瞬時值，具體為：

利用式(3)求得相關儲能元件的初始電壓和電流：

式中，i_efr(0_-)、i_efi(0_-)、U_c(0_-)分別為相關電流和電壓額定值，I_dn為額定直流電流，U_dcr為整流側直流電壓，U_dci為逆變側直流電壓；

基爾霍夫電壓定律方程如式(4)所示：

其中，s為拉普拉斯算子；

求解式(4)得逆變側直流電流的表達式：

其中，C為線路充電電容，R_dr為整流側線路電阻，R_di為逆變側線路電阻，L_efr為整流側電流，L_efi為逆變側電流，i_efr(0_-)為整流側額定電流、i_efi(0_-)為逆變側額定電流，U_c(0_-)為線路電容額定電壓，U_dcr為整流側額定電壓。

4.根據(jù)權利要求3所述的直流輸電系統(tǒng)換相失敗的臨界電壓計算方法，其特征是，所述計算第2個換相過程結束時的直流電流值，具體為：

將式(5)進行拉式逆變換得到相應的時域解；

假設逆變側的故障電壓為將U′_dci帶入式(5)并計算第2個換相過程結束時刻的電流作為I′_dcic。

5.根據(jù)權利要求4所述的直流輸電系統(tǒng)換相失敗的臨界電壓計算方法，其特征是，所述計算導致?lián)Q相失敗的臨界瞬時電壓，具體為：

逆變側換流器關斷角經(jīng)典表達式如式(1)所示：

將臨界關斷角γ_min代入式(1)得到導致?lián)Q相失敗的臨界換相電壓U_LL1的表達式為：

式中，γ為換流器關斷角，I_d為直流電流，X_c為換相電抗，U_LL為線電壓有效值，β_i為觸發(fā)超前角，β_i＝π-α_i，α_i為觸發(fā)延遲角；將臨界關斷角γ_min代入式(2)得到導致?lián)Q相失敗的臨界換相瞬時電壓U_LL.min3的表達式：

式中，X_c為換相電抗，I′_dcic為暫態(tài)電流，β_i為觸發(fā)超前角。