[發(fā)明專(zhuān)利]基于虛擬電容的高壓直流連續(xù)換相失敗抑制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011128198.3
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113572187A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文軒;穆文凱;肖智宏;閆培麗;韓柳;吳聰穎;馮騰;高東學(xué);李程昊;王濤;顧雪平;柴文化;張博航;白巖松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/36
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 北京睿博行遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11297
• 代理人: 董自亮

本發(fā)明公開(kāi)了基于虛擬電容的高壓直流連續(xù)換相失敗抑制方法，包括以下步驟：S1：檢測(cè)逆變側(cè)直流電壓，通過(guò)測(cè)量單元獲取逆變側(cè)直流電壓標(biāo)幺值；S2：在高壓直流輸電控制系統(tǒng)中增設(shè)虛擬電容器，計(jì)算虛擬電容感應(yīng)產(chǎn)生的電流附加量；S3：增設(shè)濾波環(huán)節(jié)，求取濾波環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)，對(duì)虛擬電容感應(yīng)產(chǎn)生的電流附加量進(jìn)行濾波優(yōu)化；S4：獲取直流控制系統(tǒng)中低壓限流控制環(huán)節(jié)新的輸入電壓；S5：利用模型仿真并驗(yàn)證虛擬電容在高壓直流輸電系統(tǒng)中抑制續(xù)換相失敗的有效性。該抑制方法有效的抑制低壓限流控制輸出電流指令的大幅波動(dòng)，降低了直流系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)換相失敗的概率，提高了系統(tǒng)的安全可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓直流輸電控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于虛擬電容的高壓直流連續(xù)換相失敗抑制方法。

背景技術(shù)

高壓直流輸電控制系統(tǒng)換相失敗是逆變器常見(jiàn)的故障，當(dāng)逆變器兩個(gè)閥進(jìn)行換相時(shí)，因換相過(guò)程未進(jìn)行完畢，或者預(yù)計(jì)關(guān)斷的閥關(guān)斷后，在反向電壓期間未能恢復(fù)阻斷能力，當(dāng)加在該閥的電壓為正時(shí)，立即重新導(dǎo)通，則發(fā)生了倒換相，使預(yù)計(jì)開(kāi)通的閥重新關(guān)斷，這種現(xiàn)象稱(chēng)為換相失敗，作為直流輸電系統(tǒng)中重要的控制策略，低壓限流器能夠在直流電壓跌落時(shí)發(fā)出降低直流電流指令，從而在故障穩(wěn)態(tài)后將直流電流維持在較低的數(shù)值，有利于減小逆變站在故障期間的無(wú)功消耗和換流母線電壓的恢復(fù)，也有利于促進(jìn)換相過(guò)程，抑制直流輸電換相失敗。

目前通過(guò)虛擬電阻限流控制來(lái)抑制連續(xù)換相失敗的方式，易受系統(tǒng)小干擾和直流電流諧波的影響，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，故障恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，通過(guò)虛擬電感對(duì)直流電流的變化情況及時(shí)有效反饋的方式，無(wú)論電流的增大或減小都會(huì)降低低壓限流控制輸出的電流指令值，來(lái)抑制連續(xù)換相失敗，對(duì)故障響應(yīng)具有一定的盲目性，會(huì)惡化抑制效果，導(dǎo)致高壓直流連續(xù)換相失敗抑制效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，而提出采用虛擬電容的方式，改善故障后低壓限流控制輸出電流指令的大幅劇烈波動(dòng)情況，大大減小連續(xù)換相失敗的發(fā)生幾率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：基于虛擬電容的高壓直流連續(xù)換相失敗抑制方法，包括以下步驟：

S1：檢測(cè)逆變側(cè)直流電壓，通過(guò)測(cè)量單元獲取逆變側(cè)直流電壓標(biāo)幺值；

S2：在高壓直流輸電控制系統(tǒng)中增設(shè)虛擬電容器，計(jì)算虛擬電容感應(yīng)產(chǎn)生的電流附加量；

S3：增設(shè)濾波環(huán)節(jié)，求取濾波環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)，對(duì)虛擬電容感應(yīng)產(chǎn)生的電流附加量進(jìn)行濾波優(yōu)化；

S4：獲取直流控制系統(tǒng)中低壓限流控制環(huán)節(jié)新的輸入電壓；

S5：利用模型仿真并驗(yàn)證虛擬電容在高壓直流輸電控制系統(tǒng)內(nèi)抑制連續(xù)換相失敗的有效性。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

所述步驟S2中，虛擬電容電流附加量的計(jì)算步驟如下：

S2.1：確定控制系統(tǒng)中虛擬電容參數(shù)值；

S2.2：計(jì)算虛擬電容感應(yīng)產(chǎn)生的電流附加量。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

所述虛擬電容的電流附加量的計(jì)算公式為：其中，△i_d為虛擬電容的電流附加量，C_v為虛擬電容參數(shù)值，為逆變側(cè)的直流電壓的標(biāo)幺值，t為時(shí)間變量。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步描述：

所述步驟S4中，低壓限流控制環(huán)節(jié)的輸入電壓的計(jì)算步驟如下：

S4.1：檢測(cè)直流控制系統(tǒng)的補(bǔ)償電阻；

S4.2：檢測(cè)逆變側(cè)的直流電流，通過(guò)測(cè)量單元獲取逆變側(cè)直流電流的標(biāo)幺值；

S4.3：計(jì)算低壓限流控制環(huán)節(jié)新的輸入電壓。