[發明專利]抑制HVDC系統換相失敗的控制方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 202110352432.9
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112909987A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 魏偉;劉崇茹;李歡;單俊儒;徐詩甜;蔣思雯
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 楊小紅

本發明涉及一種抑制HVDC系統換相失敗的控制方法、裝置及設備，步驟包括：獲取HVDC系統交流側三相的電壓幅值，計算每相的電壓幅值與對應相的電壓額定幅值的差值，得到每相的相電壓；若三相中至少一相的相電壓的數值小于電壓設定值且三相的電壓幅值不相等，計算HVDC系統的線電壓過零點偏移量和換相角變化量；根據線電壓過零點偏移量和換相角變化量計算，得到HVDC系統逆變器的觸發角補償量；采用逆變器換流閥的觸發角與觸發角補償量之和，得到逆變角并通過逆變角控制HVDC系統的運行。通過計算HVDC系統逆變交流側發生三相不對稱故障時觸發角補償量并將觸發角補償量補償至逆變器換流閥的觸發角上以達到抑制換相失敗的目的。

技術領域

本發明涉及高壓直流輸電技術領域，尤其涉及一種抑制HVDC系統換相失敗的控制方法、裝置及設備。

背景技術

近年來，高壓直流輸電工程在電網中運用越來越多，在高壓直流輸電工程主要是通過高壓直流輸電系統(high voltage direct current，HVDC)實現電網輸電，在高壓直流輸電系統的逆變側交流系統發生擾動時，高壓直流輸電系統的換流閥極易發生換相失敗從而嚴重威脅受端電網的安全穩定運行。而高壓直流輸電系統中換流閥的換相失敗與換相電壓、直流電流、換相電抗、觸發角等因素有關。

高壓直流輸電系統的換流閥通常由幾十個晶閘管模塊串聯而成，為了使晶閘管完成關斷，恢復阻斷能力，需要在換流閥的兩端施加反向電壓直到晶閘管內的游離子與空隙復合從而失去導通能力，在這段時間內電壓相對于時間的積分稱為電壓-時間面積。在在高壓直流輸電系統的逆變側交流系統故障后，換相電壓降低、換相電壓時間面積減小導致的換流閥關斷角過小是引起換相失敗的根本原因。因此逆變側交流系統發生不對稱故障時，交流系統故障相電壓跌落導致逆變側交流系統相電壓過零點偏移和逆變器換流閥換相角增加，因此故障瞬間，高壓直流輸電系統的逆變側關斷角會減小，從而增加發生換相失敗的概率。

發明內容

本發明實施例提供了一種抑制HVDC系統換相失敗的控制方法、裝置及設備，用于解決現有高壓直流輸電系統的逆變側交流系統發生擾動時，換流閥發生換相失敗從而影響受端電網安全穩定運行的技術問題。

為了實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：

一種抑制HVDC系統換相失敗的控制方法，包括以下步驟：

S10.獲取HVDC系統交流側三相的電壓幅值，計算每相的所述電壓幅值與對應相的電壓額定幅值的差值，得到每相的相電壓；

S20.若三相中至少一相的所述相電壓的數值小于電壓設定值且三相的電壓幅值不相等，則HVDC系統發生不對稱故障并計算HVDC系統的線電壓過零點偏移量和換相角變化量；

S30.根據所述線電壓過零點偏移量和所述換相角變化量計算，得到HVDC系統逆變器的觸發角補償量；

S40.采用逆變器換流閥的觸發角與所述觸發角補償量之和，得到逆變角并通過所述逆變角控制HVDC系統的運行。

優選地，在步驟S20中，計算HVDC系統的線電壓過零點偏移量的步驟包括：

獲取與相電壓的數值小于電壓設定值對應相的故障前電壓幅值和故障后電壓幅值，根據幅值下降公式計算，得到與所述相電壓對應相的相電壓下降率；

根據所述相電壓下降率以及線電壓過零點偏移量的計算公式計算，得到對應相的線電壓過零點偏移量；

其中，所述幅值下降公式為：E_a′＝E_m(1-d％)cos(ωt+60°)；

所述線電壓過零點偏移量的計算公式為：