[發明專利]同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法

有效

• 申請號: 202011541281.3
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112653175B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 饒宇飛;崔惟;于琳琳;高澤;李程昊;范樹威;易建波;張真源
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;電子科技大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/16;H02J3/18
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種通過同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、根據同送同受多回特高壓系統的受端交流運行工況計算逆變側熄弧角γ；

(1.1)、根據同送同受多回特高壓系統的受端交流運行工況，通過同步測量裝置采集受端交流的交流電壓U_L和直流電流I_d；然后根據同送同受多回特高壓系統的受端直流運行工況，讀取同送同受多回特高壓系統的超前點火角β、換流變壓器變比k和換向電抗X_c；

(1.2)、當同送同受多回特高壓系統穩定運行時，計算標稱熄弧角γ^*；

(1.3)、當受端交流運行發生不對稱故障時，通過同步測量裝置采集過零電壓偏移角φ，并通過φ修正標稱熄弧角γ^*，得到逆變側熄弧角γ；

(2)、根據熄弧角γ判斷同送同受多回特高壓系統的實時狀態；當γ＜θ_min時，同送同受多回特高壓系統位于失穩區，此時，同送同受多回特高壓系統發生換相失敗；

當θ_min≤γ≤θ時，同送同受多回特高壓系統位于風險區，此時，同送同受多回特高壓系統有發生換相失敗的風險；

當θ＜γ≤θ_max時，同送同受多回特高壓系統位于安全區，此時，同送同受多回特高壓系統按正常工況運行；

其中，θ_min、θ和θ_max為同送同受多回特高壓系統位于不同狀態時對應熄弧角γ的取值；

(3)、對位于失穩區和風險區的同送同受多回特高壓直流輸電系統增加調相機；

(3.1)、在同送同受多回特高壓直流輸電系統中，隨機選取某回路直流并在受端換流母線安裝調相機，然后采集同送同受多回特高壓直流輸電系統的受端交流母線電壓，其中，安裝有調相機的直流電壓記為U₁，剩余路直流電壓路記為U_i，i＝2,3,…,H，H為同送同受多回特高壓直流輸電系統中直流總路數；

(3.2)、采集同步調相機相關參數，包括：同步調相機的等值電抗X_TSC，同步調相機的d軸同步電抗、d軸暫態電抗和d軸次暫態電抗X_D、X'_D和X”_D；定子繞組暫態時間常數、計及系統阻抗時的d軸暫態短路時間常數和計及系統阻抗時的d軸次暫態短路時間常數T_a、T'_D和T”_D；故障前同步調相機的功角δ；同步調相機d軸無功電流I_D0；

(3.3)、計算同步調相機的無功補償增量ΔQ_SC；

ΔQ_SC＝U₁ΔI_D0-ΔU₁I_D0

其中，ΔI_D0為同步調相機的定子電流增量，ΔU₁為交流母線電壓跌落幅度；

(3.4)、在不考慮勵磁系統條件下，計算次暫態過程中同步調相機的定子電流增量ΔI_D0；

其中，*為卷積符號，ω為受端交流的角頻率，t為時間，ΔU_1q為交流母線電壓跌落幅度ΔU₁的q軸分量；

令ΔU_1q≈ΔU₁，將次暫態過程中同步調相機的定子電流增量ΔI_D0代入至步驟(3.3)，得到次暫態過程中同步調相機瞬時無功增量

因此次暫態過程中，同步調相機向同送同受多回特高壓直流輸電系統發出無功功率以此進一步減小ΔU₁；

(3.5)、對于同送同受多回特高壓直流輸電系統的其余回路直流，則計算送端和受端的電壓交互因子；

對于送端，計算多饋出電壓交互因子對于受端，計算多饋入電壓交互因子其中i、j表示同送同受多回特高壓直流輸電系統中的直流編號，且i≠j，ΔU_i和ΔU_j表示交流母線i和j的電壓跌落幅度，Z_ji表示交流母線i和j之間的阻抗，Z_ii表示交流母線i的自身阻抗；

當同送同受多回特高壓直流輸電系統的送端和受端的電壓交互因子MOVIF和MIIF均不發生變化時，通過同步調相機減小交流母線的電壓降ΔU₁的同時，也將減小其它交流母線的電壓降ΔU_i，其中，對于送端電壓降對于受端電壓降從而實現同送同受多回特高壓直流輸電系統的多回路同時調整；

(4)、裝設同步調相機調整后，計算逆變側熄弧角γ'；

其中，V_SFji為交流母線i和j的電壓穩定因子，ΔQ_i表示交流母線i為同送同受多回特高壓直流輸電系統提供的無功補償量；

(5)、將逆變側熄弧角γ'代入至步驟(2)，判斷同送同受多回特高壓系統的實時狀態。

2.根據權利要求1所述的一種通過同步調相機穩控同送同受多回特高壓系統換相失敗的方法，其特征在于，所述電壓穩定因子的具體計算公式為：

其中，ΔU_j表示交流母線j的電壓跌落幅度，ΔQ_i表示交流母線i為同送同受多回特高壓直流輸電系統提供的無功補償量。