[發明專利]基于自適應觸發角補償的連續換相失敗抑制方法及裝置

有效

• 申請號: 202010718175.1
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111864738B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 姚偉;楊程祥;李培平;高東學;李程昊;張景超;文勁宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;國網河南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種基于自適應觸發角補償的連續換相失敗抑制方法及裝置，包括檢測直流輸電系統是否發生換相失敗，若發生換相失敗，則根據逆變側直流電流指令值變化量大小，判斷是否處于直流電流恢復上升階段，若是，則實時采集直流功率值，計算直流系統恢復過程中的直流功率恢復速度；根據逆變側換流母線電壓幅值跌落程度大小動態調整觸發角轉化系數；將直流功率恢復速度乘以轉化系數，經過限幅環節后生成逆變側觸發超前角的補償量；疊加至逆變側控制器輸出環節。本發明提供的連續換相失敗抑制方法，能夠將直流功率恢復速度和交流電壓跌落程度考慮進來，對逆變側觸發角進行自適應動態調整，無需添加額外裝置及設備，投資低且易于實現。

技術領域

本發明涉及電氣工程領域，更具體地，涉及一種基于自適應觸發角補償的連續換相失敗抑制方法及裝置。

背景技術

傳統電網換相換流器高壓直流輸電(LCC-HVDC)技術的應用在實現遠距離輸電，解決我國能源負荷分布不均的同時；也由于其采用半控型的晶閘管作為換流元件，當受端交流系統故障時容易引發連續換相失敗甚至導致直流閉鎖、引發連鎖故障，惡化電力系統的安穩運行。

因此，有必要針對如何抑制連續換相失敗的發生進行深入研究，以防止發生直流閉鎖，避免對交直流混聯電網的安全穩定運行造成嚴重影響。研究表明，如果首次換相失敗發生后故障未及時清除且直流恢復過程中控制作用不當容易引發連續換相失敗，因此有必要在故障恢復過程中，采取適當有效的控制策略以抑制連續換相失敗的發生，改善直流系統的故障恢復特性。而傳統的連續換相失敗控制策略的研究均集中于對直流電流、直流功率、換相電壓等單一電氣量因素進行控制，鮮有文獻對故障恢復過程中的觸發角等控制量因素抑制連續換相失敗的作用進行分析研究。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于自適應觸發角補償的連續換相失敗抑制方法及裝置，旨在解決交流故障發生后，若故障未及時清除，容易引發連續換相失敗，甚至造成直流閉鎖和連鎖故障的技術問題。

為實現上述目的，本發明一方面提供一種基于自適應觸發角補償的連續換相失敗抑制方法，包括以下步驟：

步驟S1、檢測逆變側換流閥的關斷角γ；根據關斷角過零判斷直流系統是否發生換相失敗，若關斷角γ跌落為0，則判斷發生換相失敗，進入步驟S2，否則，重復步驟S1；

步驟S2、對直流電流指令值變化量進行計算，若計算得到的直流電流指令值變化量為正值，則處于直流電流恢復上升階段，進入步驟S3；否則，重復步驟S2；

步驟S3、實時采集直流功率P(t)，計算故障恢復過程中直流功率恢復速度；

步驟S4、采用正余弦分量法檢測故障恢復過程中逆變側換流母線電壓大小，得到電壓幅值跌落程度，以進行動態計算轉化系數k；

步驟S5、將直流功率恢復速度和轉化系數k相乘，經過限幅環節后，得到觸發超前角的補償量值Δα_inv；

步驟S6、將觸發角補償量值疊加至逆變側控制器輸出環節，得到最終逆變側輸出觸發角值，以實時增大故障恢復過程中的換相裕度，避免直流發生連續換相失敗。

可選地，所述步驟S2具體包括如下步驟：

步驟S201、采集直流電流指令值I_dorder，計算直流電流指令值變化量ΔI_dorder；

步驟S202、對ΔI_dorder計算值進行判斷，若為正，則說明處于直流電流恢復上升階段，進入步驟S3，否則，返回步驟S201。

可選地，所述步驟S3具體包括如下步驟：

步驟S301、實時采集直流功率值P(t)；