[發明專利]一種基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法

有效

• 申請號: 202010634607.0
• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111781453B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 黨杰;徐友平;王斌;李小平;潘曉杰;王瑩;湯奕;張慕婕;張三洪;楊丹;周悅;劉靜;李剛;饒渝澤
• 申請（專利權）人: 國家電網公司華中分部;東南大學;國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;國網湖北省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00;G01R29/18;G06F17/11
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

1.一種基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)分析各次諧波對換相電壓-時間面積的影響；

(2)計算諧波整體的附加換相電壓-時間面積；

(3)提取衡量換相失敗風險的附加換相電壓-時間面積的關鍵指標；所述衡量換相失敗風險的附加換相電壓-時間面積的關鍵指標，通過以下過程提?。?/p>

定義index_n為n次諧波分量的影響系數，根據下式計算得到：

因此，E_n、分別表示各次諧波的幅值和相位，ω＝100πrad/s表示系統的基頻角速度，μ＝ω(t_γ-t_β)表示換相重疊角，t_β為換相開始時刻，t_γ為換相結束時刻；

由于諧波次數越高，諧波的含量將快速衰減，因此ΔS近似認為由S₂決定，即由index₂決定；

(4)根據故障時刻計算關鍵指標的值，評估換相失敗風險；具體實現過程為：

(41)建立故障時刻與之間的映射關系：

其中，function表示故障時刻t_fault與2次諧波分量的初相之間的函數關系；

(42)計算關鍵指標index₂：

(43)評估換相失敗風險：

index₂＞0表示故障諧波分量對換相過程有利，數值越大換相失敗風險越低；

index₂＜0表示故障諧波分量對換相過程不利，數值越小換相失敗風險越高。

2.根據權利要求1所述的基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，所述步驟(1)中各次諧波對換相電壓-時間面積的影響，具體通過下式表達：

其中，S_n表示n次諧波的換相電壓-時間面積，E_n、分別表示各次諧波的幅值和相位，ω＝100πrad/s表示系統的基頻角速度，積分上下限分別為換相開始時刻t_β以及換相結束時刻t_γ；

更改積分區間從(t_β,t_γ)變換為S_n表示為下式：

其中，μ＝ω(t_γ-t_β)表示換相重疊角。

3.根據權利要求1所述的基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，換相失敗故障是指當換流器兩個閥進行換相時，在換相過程中退出導通的閥在反向電壓的作用下未能及時恢復阻斷能力，或者在反向電壓作用期間換相過程未能結束，使本該關斷的閥在正向電壓作用下重新導通的現象。

4.根據權利要求1或3所述的基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，所述換相失敗通過下式判別：

γ＜γ_min

其中，γ＝ω(t₀-t_β)表示閥熄弧角，t₀為換相電壓過零時刻；γ_min表示閥固有極限熄弧角。

5.根據權利要求1所述的基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，所述步驟(2)中諧波整體的附加換相電壓-時間面積通過下式計算：

6.根據權利要求1所述的基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，當index₂最小時，認為換相失敗風險最高。

7.根據權利要求1所述的基于故障時刻的直流系統換相失敗風險評估方法，其特征在于，所述步驟(42)中，當直流系統穩態運行時，熄弧角γ＝π-ωt_γ≈π/12，觸發超前角β＝π-ωt_β≈0.211π，index₂近似寫成：