CN108535564B - 高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，包括串联补偿装置输入端连接所述直流输电装置的输出端，串联补偿装置输出端连接开关装置输入端；串联补偿装置的输入端连接开关装置的输出端，其串补端连接所直流输电装置的串补接入端，其包括串补开关模块和电容模块，其串补端连接电容模块的串补端，其输入端连接串补开关模块输入端；串补开关模块的输出端连接所述电容模块输入端；主控装置用以实现以下快速旁路串补步骤：获取所述直流输电装置的实际运行功率；检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，输出断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。解决含串联补偿器的交直流系统之间的谐振谐波问题。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法。
背景技术
我国发电资源与用电负荷分布不均衡，加之对电力的需求越来越大，直接导致了对我国电力超高压、大规模、远距离输电发展的需求。为提高线路输送能力，增进系统稳定性，串联补偿技术得到了越来越广泛的应用。串联补偿器在高压交流系统中具有提高输电线路传输容量、改善潮流分布和增大暂稳极限的作用，得到了国内外广泛应用。
随着电力系统的发展，电力系统呈现出电子电子化趋势，交直流电网包括含电力电子器件的接入系统，谐波谐振问题是交直流相互影响领域的重要研究课题，在实际电网运行中也出现了串联补偿器与高压直流系统之间相互影响的谐波谐振事件，引起了运行单位和研究人员的高度重视。对于“电力电子化电力系统”中谐波谐振问题的研究既是热点也是难点，在谐波产生和发展方面，很大程度上与交流系统中传统元件在特殊工况下的非线性特性(如串联补偿MOV伏安特性、分布参数特性等)相关，其激发、传播和放大的途径复杂、多样。
发明人在实施本发明时发现现有技术中，发现现有的串联补偿器和高压直流输电系统之间均为相互独立控制和运行的平台，对谐波谐振问题的分析缺乏试验平台支持，对含串联补偿器的交直流系统之间的谐振谐波问题无法有效解决，而不稳定的谐波谐振对变压器、电容器等元件的安全运行有很大威胁，严重情况下还可能导致设备过流或过压而损坏，进而影响系统稳定运行。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，提供了一种高压直流输电系统快速旁路串联补偿器的试验系统，能够快速、有效抑制高压交直流输电系统中的谐振谐波问题。
第一方面，本发明提供了一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，所述方法用于串补控制设备，所述串补控制设备包括电源装置、主控装置、开关装置、串联补偿装置和直流输电装置；
所述电源装置的输出端分别连接所述主控装置的电源端和所述开关装置的电源端；
所述主控装置的输入端连接所述直流输电装置的输出端，所述主控装置的输出端连接所述开关装置的输入端；
所述串联补偿装置的输入端连接所述开关装置的输出端，所述串联补偿装置的串补端连接所述直流输电装置的串补接入端；
所述串联补偿装置包括串补开关模块和电容模块；
所述串联补偿装置的串补端连接所述电容模块的串补端，所述串联补偿装置的输入端连接所述串补开关模块的输入端；
所述串补开关模块的输出端连接所述电容模块的输入端；
所述主控装置包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有可执行代码，所述可执行代码能够被所述处理器执行，以实现以下快速旁路串补步骤：
获取所述直流输电装置的实际运行功率；
检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，输出断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在第一方面的第一种可能实现方式中，
所述直流输电装置包括直流极控模块、直流站控模块、直流整流侧和直流逆变侧；
所述直流输电装置的输出端连接所述直流站控模块的输出端，所述直流输电装置的串补接入端连接所述直流逆变侧的串补接入端；
所述直流站控模块的第一输入端通过所述直流极控模块连接所述直流整流侧的功率检测端；
所述直流整流侧的输出端连接所述直流逆变侧的输入端；
则步骤所述获取所述直流输电装置的实际运行功率包括：
获取所述直流极控模块采集到的所述直流整流侧的直流电压和直流电流；
根据所述直流电压和所述直流电流获取得到所述实际运行功率。
结合第一方面的第一种可能实现方式中，在第一方面的第二种可能实现方式中，
所述直流输电装置还包括直流保护模块；
所述直流保护模块的第一输入端连接所述直流逆变侧的功率检测端，所述直流保护模块的输出端连接所述直流站控模块第二输入端。
则还包括：
检测到换流站正常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，获取所述直流逆变侧的电压总谐波畸变率；
检测到所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
结合第一方面的第二种可能实现方式，在第一方面的第三种可能实现方式中，
所述直流输电装置还包括直流保护模块；
所述直流保护模块的第一输入端连接所述直流逆变侧的功率检测端，所述直流保护模块的输出端连接所述直流站控模块第二输入端。
则还包括：
检测到换流站异常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，检测到所述持续时间T超过预设时间T2；
获取所述直流逆变侧的电压总谐波畸变率；
检测到所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
结合第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，
所述串联补偿装置还包括检测输出端；
所述直流输电装置还包括检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述直流输电装置的检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述电容模块检测输出端；
所述直流输电装置的检测端连接所述直流保护模块的第二输入端。
则还包括：
检测到换流站正常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，获取所述电容模块的电流总谐波畸变率；
检测到所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在第一方面的第四种可能实现方式的基础上，在第一方面的第五种可能实现方式中，
所述串联补偿装置还包括检测输出端；
所述直流输电装置还包括检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述直流输电装置的检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述电容模块检测输出端；
所述直流输电装置的检测端连接所述直流保护模块的第二输入端。
则还包括：
检测到换流站异常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，检测到所述时间T超过所述预设时间T3；
获取所述电容模块的电流总谐波畸变率；
检测到所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在第一方面的第二种可能实现方式的基础上，在第一方面的第六种可能实现方式中，
所述直流保护模块还包括第三输入端和第四输入端；
所述直流保护模块的第三输入端连接所述直流逆变侧的阀电压检测端，所述直流保护模块的第四输入端连接所述直流逆变侧的阀电流检测端。
则所述获取直流换相信息包括：
获取所述直流逆变侧的阀电压和所述直流逆变侧的阀电流；
计算所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间；
检测到所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间的时间差对应的相位角小于预设相位角值时，则获取直流发生换相失败的信息；
输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在第一方面的第二种可能实现方式的基础上，在第一方面的第七种可能实现方式中，
所述直流保护模块还包括第五输入端；
所述直流保护模块的第五输入端连接所述直流整流侧的直流端；
则所述获取直流换相信息还包括：
获取所述直流整流侧的直流线路电流和换流阀侧等效直流电流；
检测到所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值大于预设电流差值时，则获取直流发生换相失败的信息；
上述技术方案的一个技术方案具有如下优点：通过所述主控装置的输入端连接所述直流输电装置的输出端，所述主控装置的输出端连接所述开关装置的输入端；所述串联补偿装置的输入端连接所述开关装置的输出端，所述串联补偿装置的串补端连接所述直流输电装置的串补接入端，而所述串联补偿装置的输入端连接所述串补开关模块的输入端，建立了一种高压直流输电系统快速旁路串联补偿器的试验系统，方便对含有所述串联补偿装置的直流输电装置的谐振谐波问题进行仿真分析。
通过获取所述直流输电装置的实际运行功率；检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，输出断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接，则将所述串联补偿装置与所述直流输电装置的连接断开了，打破了谐波产生的通路，从而能够高效解决了含串联补偿装置的交直流输电装置中的谐振和谐波问题。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的串补控制设备的结构示意图；
图2是本发明第一实施例提供的另一种串补控制设备的结构示意图；
图3是本发明第一实施例提供的一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图；
图4是本发明第二实施例提供的串补控制设备的结构示意图；
图5是本发明第二实施例提供的一种获取实际运行功率方法的流程示意图；
图6是本发明第三实施例提供的串补控制设备的结构示意图；
图7是本发明第三实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图；
图8是本发明第三实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图；
图9是本发明第四实施例提供的串补控制设备的结构示意图；
图10是本发明第四实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图；
图11是本发明第四实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图；
图12是本发明第五实施例提供的串补控制设备的结构示意图；
图13是本发明第五实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图；
图14是本发明第五实施例提供的串补控制设备的结构示意图
图15是本发明第五实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，用于高效解决了含串联补偿装置的交直流输电装置中的谐振和谐波问题，以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，本发明实施例提供了一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，包括电源装置10、主控装置20、开关装置30、串联补偿装置40和直流输电装置50；
所述电源装置10的输出端分别连接所述主控装置20的电源端和所述开关装置30的电源端；
所述主控装置20的输入端连接所述直流输电装置50的输出端，所述主控装置20的输出端连接所述开关装置30的输入端；
所述串联补偿装置40的输入端连接所述开关装置30的输出端，所述串联补偿装置40的串补端连接所述直流输电装置50的串补接入端；
所述串联补偿装置40包括串补开关模块41和电容模块42；
所述串联补偿装置40的串补端连接所述电容模块42的串补端，所述串联补偿装置40的输入端连接所述串补开关模块41模块的输入端；
所述串补开关模块41模块的输出端连接所述电容模块42的输入端。
在本实施例中，所述电源装置10用于为所述主控装置20和所述开关装置30提供电源。
在本实施例中，所述主控装置20用于根据接收到的信号输出旁路指令，所述旁路指令包括0和1数字信号，其中0表示断开指令，1表示合闸指令。
在本实施例中，所述开关装置30用于根据接收到的所述主控装置20的输入量变化达道规定要求时，在电气输出电路中使得所述串联补偿装置40中的所述串补开关模块41模块发生预定的阶跃变化。
在本实施例中，所述直流输电装置50用于模拟交直流电网系统，实现将交流电转换成整流电，并将直流电转换成交流电。
在本实施例中，所述串联补偿装置40用于模拟串联补偿器，所述串联补偿装置40减小交直流输电线路从送端到受端之间总的等效串联阻抗，缩短了电气距离，从而使输送功率得到增加。其中串补开关模块41模块用于保护电容模块42，当串补开关模块41模块接收到所述旁路指令后，即可开断或闭合开关，从而实现所述串联补偿装置40与所述交直流电网系统的连接断开或不断开。
需要说明的是，在含有串联补偿器的直流换流站中，交直流系统发生短路故障后，直流发生换相失败，所述串联补偿器中的电容暂态充电至较高水平，而交流滤波器在交流电压恢复后也提供了富余无功在受端弱交流系统的情况下，过剩的无功导致过压使变压器进入饱和；同时换相失败使弱交流系统电压出现畸变，在直流与所述串联补偿器共同组成的回路中产生了特定频率的谐波分量，而所述串联补偿器具有隔直通交的作用，它阻碍了低频分量的流通，是谐波产生的途径，为此旁路串联补偿器这个途径可以改变系统阻抗特性和谐振点。
参见图2，优选地，所述主控装置20的输入端通过光纤连接所述直流输电装置50的输出端；
所述串联补偿装置40的输入端通过线缆连接所述开关装置30的输出端。
优选地，所述串联补偿装置40还包括串联补偿保护模块43和串联补偿测控模块44；
所述串联补偿装置40的输入端连接所述串联补偿测控模块44的第一输入端；
所述串联补偿测控模块44的第一输出端连接所述串补开关模块41模块的输入端，所述串联补偿测控模块44的第二输入端连接所述串联补偿保护模块43的输出端，所述串联补偿测控模块44的第二输出端连接所述串联补偿保护模块43的输入端。
在本实施例中，所述串联补偿保护模块43用于接收串联补偿测控模块44测量的串补一次电气量信息，监视相关的开关量信息，完成串补一次设备的保护算法，在系统故障或装置故障时，给出相关的保护动作指令。
在本实施例中，所述串联补偿测控模块44用于电气量的测量、开关量输入信号的采集，并实现对串补开关模块41的控制功能，当接收所述主控装置20的旁路指令信号后，向所述串补开关模块41模块发送控制指令。
优选地，所述开关装置30为继电器。
在本实施例中，所述继电器提供了多路开出量电信号，输出电平为直流24V。
所述主控装置20包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有可执行代码，所述可执行代码能够被所述处理器执行，以实现以下快速旁路串补步骤：
参见图3，图3是本发明第一实施例提供的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法流程示意图。
S1、获取所述直流输电装置的实际运行功率。
S2、检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，输出断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在本实施例中，所述预设值通过试验获取数据，以不失稳为边界，找出合适的取值，所述预设值为0.73pu，本发明对此不作具体限定。
在本实施例中，所述预设时间T1大于极端故障的持续时间的2.3倍，以躲过极端故障时间，防止保护误动，所述预设时间T1为3s至5s，本发明对此不作具体限定。
需要说明的是，谐波畸变程度与直流功率水平有一定关系，则检测到了所述直流输电装置50的实际运行功率小于预设的值时，判断出当前谐波畸变程度达到预设的值，则需对所述谐波畸变进行控制，通过输出断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接，即断开了所述旁路串联补偿器这个途径，从而改变了系统阻抗特性和谐振点，打破了谐波产生的通路，从而能够解决谐振和谐波问题。
下面对本实施例的工作原理进行描述：
通过所述主控装置20的输入端连接所述直流输电装置50的输出端，所述主控装置20获取得到所述直流输电装置50的实际运行功率，检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，通过所述主控装置20的输出端连接所述开关装置30的输入端，输出所述断开指令给所述开关装置30，所述开关装置30接收到所述断开指令为0的信号，则触发所述开光装置，通过所述串联补偿装置40的输入端连接所述开关装置30的输出端，所述串联补偿装置40的输入端连接所述串补开关模块41模块的输入端，使得所述串补开关模块41模块断开开关，从而使得所述串联补偿装置40与所述直流输电装置50的连接断开，则在所述直流输电装置50中接入的所述串联补偿装置40这个途径就被断开，从而打破了谐波产生的通路。在判断所述实际运行功率不达到预设值时，则输出旁路指令为1的数字信号，在所述串联补偿装置40中的串补开关模块41模块断开时，则进行连接，在所述串联补偿装置40中的串补开关模块41模块连接时，则不进行断开操作。
实施本实施例具有如下有益效果：通过所述主控装置20的输入端连接所述直流输电装置50的输出端，所述主控装置20的输出端连接所述开关装置30的输入端；所述串联补偿装置40的输入端连接所述开关装置30的输出端，所述串联补偿装置40的串补端连接所述直流输电装置50的串补接入端，而所述串联补偿装置40的输入端连接所述串补开关模块41模块的输入端，建立了一种高压直流输电系统快速旁路串联补偿器的试验系统，方便对含有所述串联补偿装置40的直流输电装置50的谐振谐波问题进行仿真分析。
通过获取所述直流输电装置50的实际运行功率；检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，输出断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接，则将所述串联补偿装置40与所述直流输电装置50的连接断开了，打破了谐波产生的通路，从而能够高效解决了含串联补偿装置40的交直流输电装置50中的谐振和谐波问题。
实施例二
参见图4，所述直流输电装置50包括直流极控模块51、直流站控模块52、直流整流侧53和直流逆变侧54；
所述直流输电装置50的输出端连接所述直流站控模块52的输出端，所述直流输电装置50的串补接入端连接所述直流逆变侧54的串补接入端；
所述直流站控模块52的第一输入端通过所述直流极控模块51连接所述直流整流侧53的功率检测端；
所述直流整流侧53的输出端连接所述直流逆变侧54的输入端。
在本实施例中，所述直流极控模块51用于采集所述直流整流侧53的直流电压和直流电流，进而将所述直流电压和所述直流电流通过所述直流站控模块52传输给所述主控装置20。
可选的，在所述直流极控模块51采集所述直流整流侧53的直流电压和直流电流之后，可以在所述直流极控模块51上进行计算出实际直流运行功率，进而将所述实际直流运行功率通过所述直流站控模块52传输给所述主控装置20，本发明对此不作具体限定。
在本实施例中，所述直流站控模块52用于将采集到的信号传输给所述主控装置20。
在本实施例中，所述直流整流侧53用于将交流电转换为整流电。
在本实施例中，所述直流逆变侧54用于将直流电转换为交流电。
参见图5，图5是本发明第二实施例提供的一种获取实际运行功率方法的流程示意图。
则步骤所述获取所述直流输电装置50的实际运行功率包括：
S21、获取所述直流极控模块采集到的所述直流整流侧的直流电压和直流电流；
S22、根据所述直流电压和所述直流电流获取得到所述实际运行功率。
下面对本实施例的工作原理进行描述：
所述直流极控模块51采集所述直流整流侧53的直流电压和直流电流，将所述直流电压和直流电流传输给所述直流站控模块52，以使得所述直流站控模块52将所述直流电压和所述直流电流传输给所述主控装置20，所述对所述直流电压和所述直流电流进行计算处理，得到所述实际运行功率。
实施本实施例具有如下有益效果：
通过所述直流极控模块51对所述直流整流侧53的直流电压和直流电流采集，能获取得到直流整流侧53也即交直流输电系统的实际运行功率，进而能根据所述实际运行功率对进行判断，判断出当前谐波畸变程度，以便对所述串联补偿装置40进行控制。
实施例三，在实施例一的基础上，
参见图6，所述直流输电装置50还包括直流保护模块55；
所述直流保护模块55的第一输入端连接所述直流逆变侧54的功率检测端，所述直流保护模块55的输出端连接所述直流站控模块52第二输入端。
在本实施例中，所述直流保护模块55用于采集所述直流逆变侧54的电压，并在所述直流保护模块55上计算出电压总谐波畸变率，也可以将采集到的所述电压传输给所述主控装置20，以使得所述主控装置20计算得到所述电压总谐波畸变率，本发明对此不作具体限定。
需要说明的是，判断换流站正常与否，是根据当每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控，对站能够接收到数据并回复有效标识位，那么换流站间通信是正常的；若每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控，对站未能接收到数据(数据中断)或回复错误标识位，则表示通信故障。
参见图7，图7是本发明第三实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图。
则还包括：
S31、获取换流站正常信息；
S32、获取直流换相信息；
S33、在直流换相失败时，获取所述直流逆变侧的电压总谐波畸变率；
S34、检测到所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
其中，所述预设电压总谐波畸变率值取值范围为0至1，本发明对此不作具体限定。
参见图8，优选地，还包括：
S41、获取换流站异常信息；
S42、获取直流换相信息；
S43、在直流换相失败时，检测到所述持续时间T超过预设时间T2；
S44、获取所述直流逆变侧的电压总谐波畸变率；
S45、检测到所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在本实施例中，所述预设时间T2大于极端故障的持续时间的2.3倍，以躲过极端故障时间，防止保护误动，所述预设时间T2为3s至5s，本发明对此不作具体限定。
需要说明的是，所述预设时间T2可以与所述预设时间T1相同，或不同，本发明对此不作具体限定。
在本实施例中，在电力系统扰动后，检测到换流站通信正常时，若所述实际运行功率小于预设值，且所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则所述主控装置20将输出所述断开指令。
其中，对换流站通信正常的检测是当每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控，对站能够接收到数据并回复有效标识位，那么换流站间通信是正常的；若每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控，对站未能接收到数据(数据中断)或回复错误标识位，则表示通信故障，本发明对此不作具体限定。
需要说明的是在理想状况下，电压波形应是周期性标准正弦波，但由于电力系统中存在有大量非线性阻抗特性的供用电设备，这些设备向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压，称为谐波源。谐波源使得实际的电压波形偏离正弦波，这种现象称为电压正弦波形畸变。由此可根据所述电压总谐波畸变率来判断谐波情况，在所述谐波超出预期的情况对所述串联补偿装置40进行控制。
在本发明实施例中，所述电压总谐波畸变率即为含串联补偿器交流线路上的电压总谐波畸变率中Uh为第h次谐波电压的方均根值，UI为基波电压的方均根值。
下面对本实施例的工作原理进行描述：
获取所述直流输电装置的实际运行功率；检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间超过第一时间常数，输出断开指令；所述检测直流换站是否正常，在所述直流换站正常时，获取直流换相信息；在直流换相失败时，直流保护模块55采集所述直流逆变侧54的电压，以使得所述主控装置20获取得到所述电压总谐波畸变率THDu，进而将所述电压总谐波畸变率THDu与预期的值进行比较，在所述直流换站异常时，检测到所述持续时间T超过预设时间T2时，直流保护模块55采集所述直流逆变侧54的电压，以使得所述主控装置20获取得到所述电压总谐波畸变率THDu，进而将所述电压总谐波畸变率THDu与预期的值进行比较；在所述电压总谐波畸变率大于所述预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接；在所述电压总谐波畸变率小于预设电压总谐波畸变率值，则输出旁路指令为1的数字信号，在所述串联补偿装置40中的串补开关模块41模块断开时，则进行连接，在所述串联补偿装置40中的串补开关模块41模块连接时，则不进行断开操作。
实施本实施例具有如下有益效果：
通过所述直流保护模块55采集所述直流逆变侧54的电压，以使得所述主控装置20获取得到所述电压总谐波畸变率THDu，在所述电压总谐波畸变率大于所述预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接，实现了在因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波产生的途径，为此旁路串联补偿装置40这个途径可以改变系统阻抗特性和谐振点，在断开所述旁路串联补偿装置40与所述直流输电系统的接入时，就能避免因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波途径的产生，进而解决含串联补偿器的交直流系统之间的谐振谐波问题。
实施例四，在实施例一的基础上，
参见图9，所述串联补偿装置40还包括检测输出端；
所述直流输电装置50还包括检测端；
所述串联补偿装置40的检测输出端连接所述直流输电装置50的检测端；
所述串联补偿装置40的检测输出端连接所述电容模块42检测输出端；
所述直流输电装置50的检测端连接所述直流保护模块55的第二输入端。
在本实施例中，通过所述直流输电装置50的直流保护模块55采集所述串联补偿装置40中的电容模块42上的电流，并在所述直流保护模块55上计算出电压流总谐波畸变率，也可以将采集到的所述电流传输给所述主控装置20，以使得所述主控装置20计算得到所述电流总谐波畸变率，本发明对此不作具体限定。
参见图10，图10是本发明第四实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图。
则所述快速旁路串补步骤还包括：
S51、获取换流站正常信息；
S52、获取直流换相信息；
S53、在直流换相失败时，获取所述电容模块的电流总谐波畸变率；
S54、检测到所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
参见图11，优选地，还包括：
S61、获取换流站异常信息；
S62、获取直流换相信息；
S63、在直流换相失败时，检测到所述时间T超过预设时间T3；
S64、获取所述电容模块的电流总谐波畸变率；
S65、检测到所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
在本实施例中，在电力系统扰动后，检测到换流站通信正常时，若所述实际运行功率小于预设值，且所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则所述主控装置20将输出所述断开指令。
需要说明的是，判断换流站正常与否，是根据当每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控，对站能够接收到数据并回复有效标识位，那么换流站间通信是正常的；若每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控，对站未能接收到数据(数据中断)或回复错误标识位，则表示通信故障。
其中，对换流站通信正常的检测是当每个换流站的直流站控模块52发送本站数据到对站直流站控，对站能够接收到数据并回复有效标识位，那么换流站间通信是正常的；若每个换流站的直流站控发送本站数据到对站直流站控模块52，对站未能接收到数据(数据中断)或回复错误标识位，则表示通信故障，本发明对此不作具体限定。
其中，所述预设电流总谐波畸变率值取值范围为0至1，本发明对此不作具体限定。
在本实施例中，所述电流总谐波畸变率即为定含串联补偿器交流线路上的电流总谐波畸变率其中Ih为第h次谐波电流的方均根值，II为基波电流的方均根值。
需要说明的是，根据所述电流总谐波畸变率来判断谐波情况的原理同所述电压总谐波畸变率，在此不再赘述，在所述谐波超出预期的情况对所述串联补偿装置40进行控制。
结合实施例三，其中包括有测定直流逆变侧的电压总谐波畸变率和流过电容模块上的电流总谐波畸变率；获取所述直流输电装置的实际运行功率；检测到所述实际运行功率小于预设值,即直流整定功率的第一下限值，且持续时间超过预设时间T1，输出断开指令；换流站间通信正常时，若直流实际运行功率小于预设值,即直流整定功率的第二下限值，直流发生换相失败，且电压总谐波畸变率或电流总谐波畸变率大于给定值，输出断开指令；换流站间通信故障时，直流发生换相失败后，若直流实际运行功率小于预设值,即直流整定功率的第三下限值，持续时间超过第二时间常数，且电压总谐波畸变率或电流总谐波畸变率大于给定值，输出断开指令；其中，所述第一下限值、所述第二下限值和所述第三下限值可相同或不同，本发明对此不作具体限定。
下面对本实施例的工作原理进行描述：
获取所述直流输电装置的实际运行功率；检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间超过第一时间常数，输出断开指令；检测直流换站是否正常，在所述直流换站正常时，获取直流换相信息，在直流换相失败时，通过所述直流输电装置50的直流保护模块55采集所述串联补偿装置40中的电容模块42上的电流，以使得所述以使得所述主控装置20获取得到所述电压总谐波畸变率THDu，进而将所述电流总谐波畸变率THDu与预期的值进行比较，，在所述直流换站异常时，获取直流换相信息，在直流换相失败时，检测到所述时间T超过预设时间T3，在所述电压总谐波畸变率大于所述预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接；在所述电流总谐波畸变率小于所述电流总谐波畸变率预设值，则输出旁路指令为1的数字信号，在所述串联补偿装置40中的串补开关模块41模块断开时，则进行连接，在所述串联补偿装置40中的串补开关模块41模块连接时，则不进行断开操作。
实施本实施例具有如下有益效果：
通过所述直流保护模块55采集所述直流逆变侧54的电压，以使得所述主控装置20获取得到所述电流总谐波畸变率THDi，在所述电流总谐波畸变率小于预设值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接，实现了在因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波产生的途径，为此旁路串联补偿装置40这个途径可以改变系统阻抗特性和谐振点，在断开所述旁路串联补偿装置40与所述直流输电系统的接入时，就能避免因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波途径的产生，进而解决含串联补偿器的交直流系统之间的谐振谐波问题。
实施例五
参见图12，所述直流保护模块55还包括第三输入端和第四输入端；
所述直流保护模块55的第三输入端连接所述直流逆变侧54的阀电压检测端，所述直流保护模块55的第四输入端连接所述直流逆变侧54的阀电流检测端。
在本实施例中，所述直流保护模块55分别采集所述直流逆变侧54的阀电压和所述直流逆变侧54的阀电流后，可在所述直流保护模块55上进行计算所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间的时间差对应的相位角，然后将所述相位角通过所述直流站控模块52传输给所述主控装置20，使得所述主控装置20根据所述相位角进行判断直流换相是否失败，也可以将采集到的所述直流逆变侧54的阀电压和所述直流逆变侧54的阀电流通过所述直流站控模传输给所述主控装置20，以使得所述主控装置20获取得到所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间的时间差对应的相位角，进而根据所述相位角进行判断直流换相是否失败，本发明对此不作具体限定。
参见图13，图13是本发明第五实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图。
则所述获取直流换相信息包括：
S71、获取所述直流逆变侧的阀电压和所述直流逆变侧的阀电流；
S72、计算所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间；
S73、检测到所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间的时间差对应的相位角小于预设相位角值时，则获取直流发生换相失败的信息。
其中，所述相位角的取值是17度，本发明对比不作具体限定。
在本实施例中，换流站通信故障时，直流换相失败，在所述实际运行功率小于预设值，所述电压总谐波畸变率THDu大于预设电压总谐波畸变率值或电流总谐波畸变率THDi大于预设电流总谐波畸变率值时，输出所述断开指令。
下面对本实施例的工作原理进行描述：
所述直流保护模块55分别采集所述直流逆变侧54的阀电压和所述直流逆变侧54的阀电流，将采集到的所述直流逆变侧54的阀电压和所述直流逆变侧54的阀电流通过所述直流站控模块52传输给所述主控装置20，以使得所述主控装置20计算所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间，并获取所述是时间差对应的相位角，检测所述相位角与预设相位角值比较，在所述相位角小于预设相位角值时，则判定直流发生换相失败。
实施本实施例具有如下有益效果：
通过采集所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间的时间差对应的相位角，并对所述相位角进行判断，在所述相位角小于预设相位角值时，将判断出直流发生换相失败，输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接，实现了在因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波产生的途径，为此旁路串联补偿装置40这个途径可以改变系统阻抗特性和谐振点，在断开所述旁路串联补偿装置40与所述直流输电系统的接入时，就能避免因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波途径的产生，进而解决含串联补偿器的交直流系统之间的谐振谐波问题。
实施例六，参见图14，所述直流保护模块55还包括第五输入端；
所述直流保护模块55的第五输入端连接所述直流整流侧53的直流端。
在本实施例中，所述直流保护模块55用于采集所述直流整流侧53的直流线路电流和换流阀侧等效直流电流，在采集完所述直流线路电流和所述换流阀侧等效直流电流两个信号后，在所述直流保护模块55上进行计算，计算所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值；也可以在将所述直流线路电流和所述换流阀侧等效直流电流两个信号传输给所述主控装置20，所述主控装置20计算所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值，本发明对此不作具体限定。
参见15，所述图15是本发明第六实施例提供的另一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法的流程示意图。
则所述获取直流换相信息还包括：
S81、获取所述直流整流侧的直流线路电流和换流阀侧等效直流电流；
S82、检测到所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值大于预设电流值时，则获取直流发生换相失败的信息；
下面对本实施例的工作原理进行描述：
所述直流保护模块55分别采集所述直流整流侧53的直流线路电流和换流阀侧等效直流电流，将采集到的所述直流线路电流和换流阀侧等效直流电流通过所述直流站控模块52传输给所述主控装置20，以使得所述主控装置20计算所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值，检测所述差值与预设电流差值比较，在所述差值大于预设电流差值时，则判定直流发生换相失败。
实施本实施例具有如下有益效果：
通过所述直流整流侧53的直流线路电流和换流阀侧等效直流电流，将采集到的所述直流线路电流和换流阀侧等效直流电流通过所述直流站控模块52传输给所述主控装置20，以使得所述主控装置20计算所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值，在所述差值小于预设电流差值时，判断出直流发生换相失败，输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块41模块断开连接，实现了在因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波产生的途径，为此旁路串联补偿装置40这个途径可以改变系统阻抗特性和谐振点，在断开所述旁路串联补偿装置40与所述直流输电系统的接入时，就能避免因接入所述串联补偿装置40而增加了一个谐波途径的产生，进而解决含串联补偿器的交直流系统之间的谐振谐波问题。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，在某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。其次，本领域技术人员也应知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模拟一定是本发明所必须的。
Claims (7)
1.一种高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述方法用于串补控制设备，所述串补控制设备包括电源装置、主控装置、开关装置、串联补偿装置和直流输电装置；
所述电源装置的输出端分别连接所述主控装置的电源端和所述开关装置的电源端；
所述主控装置的输入端连接所述直流输电装置的输出端，所述主控装置的输出端连接所述开关装置的输入端；
所述串联补偿装置的输入端连接所述开关装置的输出端，所述串联补偿装置的串补端连接所述直流输电装置的串补接入端；
所述串联补偿装置包括串补开关模块和电容模块；
所述串联补偿装置的串补端连接所述电容模块的串补端，所述串联补偿装置的输入端连接所述串补开关模块的输入端；
所述串补开关模块的输出端连接所述电容模块的输入端；
所述主控装置包括处理器以及存储器，所述存储器内存储有可执行代码，所述可执行代码能够被所述处理器执行，以实现以下步骤：
获取所述直流输电装置的实际运行功率；
检测到所述实际运行功率小于预设值，且持续时间T超过所述预设时间T1，输出断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接；
其中，所述直流输电装置包括直流极控模块、直流站控模块、直流整流侧和直流逆变侧；
所述直流输电装置的输出端连接所述直流站控模块的输出端，所述直流输电装置的串补接入端连接所述直流逆变侧的串补接入端；
所述直流站控模块的第一输入端通过所述直流极控模块连接所述直流整流侧的功率检测端；
所述直流整流侧的输出端连接所述直流逆变侧的输入端；
则步骤所述获取所述直流输电装置的实际运行功率包括：
获取所述直流极控模块采集到的所述直流整流侧的直流电压和直流电流；
根据所述直流电压和所述直流电流获取得到所述实际运行功率。
2.根据权利要求1所述的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述直流输电装置还包括直流保护模块；
所述直流保护模块的第一输入端连接所述直流逆变侧的功率检测端，所述直流保护模块的输出端连接所述直流站控模块第二输入端；
则还包括：
检测到换流站正常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，获取所述直流逆变侧的电压总谐波畸变率；
检测到所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
3.根据权利要求2所述的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述直流输电装置还包括直流保护模块；
所述直流保护模块的第一输入端连接所述直流逆变侧的功率检测端，所述直流保护模块的输出端连接所述直流站控模块第二输入端；
则还包括：
检测到换流站异常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，检测到所述持续时间T超过预设时间T2；
获取所述直流逆变侧的电压总谐波畸变率；
检测到所述电压总谐波畸变率大于预设电压总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
4.根据权利要求1所述的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述串联补偿装置还包括检测输出端；
所述直流输电装置还包括检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述直流输电装置的检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述电容模块检测输出端；
所述直流输电装置的检测端连接所述直流保护模块的第二输入端；
则还包括：
检测到换流站正常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，获取所述电容模块的电流总谐波畸变率；
检测到所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
5.根据权利要求4所述的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述串联补偿装置还包括检测输出端；
所述直流输电装置还包括检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述直流输电装置的检测端；
所述串联补偿装置的检测输出端连接所述电容模块检测输出端；
所述直流输电装置的检测端连接所述直流保护模块的第二输入端；
则还包括：
检测到换流站异常；
获取直流换相信息；
在直流换相失败时，检测到所述时间T超过预设时间T3；
获取所述电容模块的电流总谐波畸变率；
检测到所述电流总谐波畸变率大于预设电流总谐波畸变率值，则输出所述断开指令，以使得所述串补开关模块断开连接。
6.如权利要求3至5任一项所述的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述直流保护模块还包括第三输入端和第四输入端；
所述直流保护模块的第三输入端连接所述直流逆变侧的阀电压检测端，所述直流保护模块的第四输入端连接所述直流逆变侧的阀电流检测端；
则所述获取直流换相信息包括：
获取所述直流逆变侧的阀电压和所述直流逆变侧的阀电流；
计算所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间；
检测到所述阀电压过零点的时间和所述阀电流过零点的时间的时间差对应的相位角小于预设相位角值时，则获取直流发生换相失败的信息。
7.如权利要求3至5任一项所述的高压直流系统快速旁路串补设备的控制方法，其特征在于，所述直流保护模块还包括第五输入端；
所述直流保护模块的第五输入端连接所述直流整流侧的直流端；
则所述获取直流换相信息还包括：
获取所述直流整流侧的直流线路电流和换流阀侧等效直流电流；
检测到所述直流线路电流减去所述换流阀侧等效直流电流的差值大于预设电流差值时，则获取直流发生换相失败的信息。
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2018
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