CN105305508B - 一种换相失败期间触发角控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换相失败期间触发角控制方法，其包括以下步骤：步骤1、采集换流变网侧三相交流电压，若三相交流电压的矢量和不等于0，则认为交流系统发生故障；步骤2、采集换流变阀侧交流电流和直流侧电流；当max(IdCH,IdCN)与IacY之差持续大于设定值set1，或者max(IdCH,IdCN)与IacD之差持续大于设定值set2时，输出换相失败信号CEP_IND；步骤3、直流高压端电流IdCH与直流电流指令值I0之差大于0.1倍额定直流电流时，直流系统处于暂态工况下；步骤4、当同时满足交流系统故障、换相失败以及直流系统处于暂态工况时：将熄弧角控制器特性切换成：本发明在换相失败时，使触发角快速移相并维持至大角度，能有效改善换相过程，缩短换相失败时间，有利于换相失败恢复。

Description

一种换相失败期间触发角控制方法
技术领域
本发明涉及一种高压直流输电系统换相失败期间触发角控制方法，属于电力系统控制运行保护技术领域。
背景技术
高压直流输电系统的控制方式包括定电流控制、定电压控制和定熄弧角控制，一般情况下整流侧采用定电流控制，逆变侧采用定电压控制或定熄弧角控制。为了使直流系统在暂态扰动情况下具有正斜率，即直流电流增大时，逆变侧直流电压随着增大，定熄弧角控制引入了电流项来调节最终输出的触发角，在一定程度上能改善直流系统稳定性。
但是当逆变侧发生换相失败时，将进入定熄弧角控制，此时具有正斜率的定熄弧角控制特性会逐渐增大触发角，使得直流电流难以快速下降，不利于换相失败恢复。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种换相失败期间触发角控制方法，在逆变侧发生换相失败时，使触发角快速移相并维持至大角度，能有效改善换相过程，缩短换相失败时间，有利于换相失败恢复。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种换相失败期间触发角控制方法，其包括以下步骤：
步骤1、采集换流变网侧三相交流电压，其中，标记A相交流电压为B相交流电压为C相交流电压为若则认为交流系统发生故障；
步骤2、采集换流变阀侧交流电流，其包括阀Y侧交流电流IacY和阀D侧交流电流IacD；并采集直流侧电流，其包括直流高压端电流IdCH和直流低压端电流IdCN；
当max(IdCH,IdCN)与IacY之差持续大于设定值set1，或者max(IdCH,IdCN)与IacD之差持续大于设定值set2时，输出换相失败信号CEP_IND；
步骤3、直流高压端电流IdCH与直流电流指令值I0之差大于0.1倍额定直流电流时，直流系统处于暂态工况下；
步骤4、当同时满足步骤1中的交流系统故障、步骤2中的换相失败以及步骤3中的直流系统处于暂态工况时：
将熄弧角控制器特性由：
切换成：
其中：α为触发角；γ0为最小熄弧角；I0为直流电流指令值；IdN为额定直流电流；Id为实际直流电流；Udi0N为基准空载直流电压；Udi0为实际空载直流电压；dx为换流变等效电抗；K为比例系数。
所述步骤2中：
max(IdCH,IdCN)与IacY之差持续大于设定值set1的时间，以及max(IdCH,IdCN)与IacD之差持续大于设定值set2的时间均为3ms。
所述换相失败信号CEP_IND为来自阀Y侧的换相失败信号CEP_IND1和来自阀D侧的换相失败信号CEP_IND2经过或门后形成。
对于阀Y侧：当max(IdCH,IdCN)与IacY之差大于设定值set1时，如果在延时3ms的时间内，max(IdCH,IdCN)与IacY之差一直大于设定值set1，此时，将max(IdCH,IdCN)与IacY之差输出成Y_CEP信号，将该Y_CEP信号置于1且展宽30ms，形成阀Y侧的换相失败信号CEP_IND1。
对于阀D侧：当max(IdCH,IdCN)与IacD之差大于设定值set2时，如果在延时3ms的时间内，max(IdCH,IdCN)与IacD之差一直大于设定值set2，此时，将max(IdCH,IdCN)与IacD之差输出成D_CEP信号，将该D_CEP信号置于1且展宽30ms，形成阀D侧的换相失败信号CEP_IND2。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明在换相失败的同时又出现交流系统故障以及直流系统处于暂态工况时，使触发角快速移相并维持至大角度，能有效改善换相过程，缩短换相失败时间，有利于换相失败恢复。
附图说明
图1为换流阀交直流侧电气量示意图；
图2为换向失败信号逻辑图；
图3为定熄弧角控制切换逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例
一种换相失败期间触发角控制方法包括以下步骤：
1)采集换流变网侧三相交流电压，其中，标记A相交流电压为B相交流电压为C相交流电压为其中相序为相角超前相角120度，相角超前相角120度，相角超前相角120度；若则认为交流系统发生故障。需要说明的是：由于换向失败发生于逆变侧换流变压器中，因此本发明中提及的换流变均为逆变侧换流变压器。
2)采集换流变阀侧交流电流，其包括阀Y侧交流电流IacY和阀D侧交流电流IacD；并采集直流侧电流，其包括直流高压端电流IdCH和直流低压端电流IdCN，如图1所示。
阀Y侧：max(IdCH,IdCN)-IacY>set1；角侧：max(IdCH,IdCN)-IacD>set2
阀Y侧满足以上判据3ms延时后形成信号Y_CEP置1，并将该Y_CEP信号展宽30ms。
阀D侧满足以上判据3ms延时后形成信号D_CEP置1，并将该D_CEP信号展宽30ms。
展宽后的Y_CEP跟D_CEP经过或门后输出换相失败信号CEP_IND，如图2所示。
3)直流高压端电流IdCH与直流电流指令值I0之差大于0.1倍额定直流电流时，认为直流系统处于暂态工况下。
4)当检测到交流系统故障、换相失败信号、直流系统处于暂态情况下三个条件同时满足时(由此可知，步骤1)-3)的结果需要同时监测而非顺序监测)，将熄弧角控制器特性由式(3)切换至式(4)
α为触发角；γ0为最小熄弧角；I0为直流电流指令值；IdN为额定直流电流；Id为实际直流电流；Udi0N为基准空载直流电压；Udi0为实际空载直流电压；dx为换流变等效电抗；K为比例系数。
5)通过在定熄弧角控制特性(即式(3)内容)中增加本发明描述的方法，可以加快直流电流下降，有效缩短换相失败时间，有利于换相失败的恢复。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或应用，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (5)

1.一种换相失败期间触发角控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1、采集换流变网侧三相交流电压，其中，标记A相交流电压为B相交流电压为C相交流电压为若则认为交流系统发生故障；
步骤2、采集换流变阀侧交流电流，其包括阀Y侧交流电流IacY和阀D侧交流电流IacD；并采集直流侧电流，其包括直流高压端电流IdCH和直流低压端电流IdCN；
当max(IdCH,IdCN)与IacY之差持续大于设定值set1，或者max(IdCH,IdCN)与IacD之差持续大于设定值set2时，输出换相失败信号CEP_IND；
步骤3、直流高压端电流IdCH与直流电流指令值I0之差大于0.1倍额定直流电流时，直流系统处于暂态工况下；
步骤4、当同时满足步骤1中的交流系统故障、步骤2中的换相失败以及步骤3中的直流系统处于暂态工况时：
将熄弧角控制器特性由：
切换成：
其中：α为触发角；γ0为最小熄弧角；I0为直流电流指令值；IdN为额定直流电流；Id为实际直流电流；Udi0N为基准空载直流电压；Udi0为实际空载直流电压；dx为换流变等效电抗；K为比例系数；
所述换流变均为逆变侧换流变压器。
2.根据权利要求1所述的换相失败期间触发角控制方法，其特征在于，所述步骤2中：
max(IdCH,IdCN)与IacY之差持续大于设定值set1的时间，以及max(IdCH,IdCN)与IacD之差持续大于设定值set2的时间均为3ms。
3.根据权利要求2所述的换相失败期间触发角控制方法，其特征在于，所述换相失败信号CEP_IND为来自阀Y侧的换相失败信号CEP_IND1和来自阀D侧的换相失败信号CEP_IND2经过或门后形成。
4.根据权利要求3所述的换相失败期间触发角控制方法，其特征在于，对于阀Y侧：当max(IdCH,IdCN)与IacY之差大于设定值set1时，如果在延时3ms的时间内，max(IdCH,IdCN)与IacY之差一直大于设定值set1，此时，将max(IdCH,IdCN)与IacY之差输出成Y_CEP信号，将该Y_CEP信号置于1且展宽30ms，形成阀Y侧的换相失败信号CEP_IND1。
5.根据权利要求3所述的换相失败期间触发角控制方法，其特征在于，对于阀D侧：当max(IdCH,IdCN)与IacD之差大于设定值set2时，如果在延时3ms的时间内，max(IdCH,IdCN)与IacD之差一直大于设定值set2，此时，将max(IdCH,IdCN)与IacD之差输出成D_CEP信号，将该D_CEP信号置于1且展宽30ms，形成阀D侧的换相失败信号CEP_IND2。
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