CN109066764B - 一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置，所述方法包括获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；判断当前周期的熄弧角是否有效；如果有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；如果是，输出当前周期的熄弧角至极控系统；如果不是，判断保持时间是否小于或等于换相周期；如果是，输出上一周期的熄弧角至极控系统；如果不是，输出当前周期的熄弧角至极控系统。本申请在实测熄弧角出现异常时，避免系统采用错误的熄弧角进行控制引起高压直流系统的非正常稳定运行，同时也可以避免在交流系统振荡情况下某一个换相桥的实测熄弧角出现异常时，对直流系统造成冲击。

Description

一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置

技术领域

本申请涉及高压直流输电技术领域，特别涉及一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置。

背景技术

高压直流输电技术领域中，极控系统控制着直流的功率传输，极控系统也可以认为是直流的核心控制系统，控制系统需要采集的信号通常有电压、电流、触发角、熄弧角γ等变量，极控系统每个周期都要计算实测熄弧角γ的值，用于确定当前触发脉冲的时刻，通过改变触发脉冲的时刻，从而改变功率或者直流电压的大小，完成直流系统的控制。

在高压直流输电工程中，熄弧角控制是逆变站常用的一种控制方式。一般情况下，逆变站采用控直流电压的控制模式，当实测熄弧角的偏差值大于直流电压的偏差值时，逆变侧切换到熄弧角控制模式。熄弧角的计算采用实测的方式，即用电流过零的时刻减去电压过零的时刻所对应的角度来代表实测熄弧角的大小，通过对比判断实测熄弧角与目标值的差值大小、实际直流电压值与目标值的差值大小而进行控制器的选择和切换。

在实际的工程中，电流过零信号由VBE装置进行检测处理并通过硬连线送给极控系统，电压过零信号由极控系统通过电压采集来进行判断。VBE装置通过收集每个单阀所有的晶闸管级的器件所发的电流过零信号，经过合成之后形成单阀向极控系统发送的电流过零信号，也就是EOC信号。在实际的运行中发现，电流过零信号存在经常出现误差的情况，通常由以下几方面的原因造成：1)每个晶闸管级的器件的回报脉冲信号出现异常；2)VBE系统的采集板卡出现硬件故障；3)每个晶闸管级的回报脉冲合成后的脉冲出现异常引起误差。当实测熄弧角γ出现异常时，多数情况下会引起换相失败的产生，严重情况下会导致熄弧角控制器和电压控制器的频繁切换，对系统的稳定运行带来巨大的风险。更为严重的情况会引起由于EOC信号的丢失导致极控系统的切换，在进行系统切换之后EOC仍未正常发送最终导致直流闭锁。

发明内容

本申请的目的在于提供一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置，以解决实际交流系统正常时，由于电流过零信号的异常引起控制器的频繁切换和换相失败的问题。

一方面，根据本申请的实施例，提供了一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法，包括：

获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；

根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；

根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；

如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；

如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；

如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；

判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；

如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；

如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。

进一步地，所述根据熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效的步骤，包括：

判断所述熄弧角偏差值是否小于或等于2°；

如果熄弧角偏差值小于或等于2°，当前周期的熄弧角有效；

如果熄弧角偏差值大于2°，判断交流电压偏差值是否大于5kV；

如果交流电压偏差值大于5kV，当前周期的熄弧角有效；

如果交流电压偏差值小于或等于5kV，当前周期的熄弧角无效。

进一步地，当所述当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值时，还包括：

判断是否接收到极保护系统发送的换相失败信号，如果是，输出的熄弧角置为0°。

进一步地，所述方法还包括：

如果当前周期的熄弧角无效，终止输出熄弧角至极控系统。

另一方面，根据本申请的实施例，提供了一种逆变站实测熄弧角的优化计算装置，包括：

第一获取单元，用于获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；

计算单元，用于根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；

第一判断单元，用于根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；

第二判断单元，用于如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；

输出单元，用于如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；

第二获取单元，用于如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；

第三判断单元，用于判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；

所述输出单元，还用于如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；

如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。

进一步地，所述第一判断单元包括：

第一判断子单元，用于判断所述熄弧角偏差值是否小于或等于2°；

如果熄弧角偏差值小于或等于2°，当前周期的熄弧角有效；

第二判断子单元，用于如果熄弧角偏差值大于2°，判断交流电压偏差值是否大于5kV；

如果交流电压偏差值大于5kV，当前周期的熄弧角有效；

如果交流电压偏差值小于或等于5kV，当前周期的熄弧角无效。

进一步地，所述装置还包括：

第四判断单元，用于判断是否接收到极保护系统发送的换相失败信号，如果是，输出的熄弧角置为0°。

进一步地，所述装置还包括：

终止单元，用于如果当前周期的熄弧角无效，终止输出熄弧角至极控系统。

由以上技术方案可知，本申请的实施例提供一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置，所述方法包括获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。本申请在实测熄弧角出现异常时，避免系统采用错误的熄弧角进行控制引起高压直流系统的非正常稳定运行，同时也可以避免在交流系统振荡情况下某一个换相桥的实测熄弧角出现异常时，对直流系统造成冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本申请实施例示出的一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法的流程图；

图2为根据本申请实施例示出的一种逆变站实测熄弧角的优化计算装置的结构图。

具体实施方式

参阅图1，本申请的实施例提供了一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法，包括：

步骤S1、获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；

步骤S2、根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；

步骤S3、根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；

如果当前周期的熄弧角有效，执行步骤S4、判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；

如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，执行步骤S5、输出当前周期的熄弧角至极控系统；

在当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值的情况下，系统一般不会发生换相失败，则不需要叠加换相失败这个判据。当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值时，熄弧角的工作角度还在晶闸管可正常工作的范围，则输出当前周期的熄弧角。

如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，执行步骤S6、获取保持时间；

换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值(γmin)是判断本桥换流阀是否会大概率发生换相失败的一个重要依据，也即是，当实测当前周期的熄弧角小于或等于γmin时，这个时候会很大概率的发生换相失败。

步骤S7、判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；

高压直流系统领域内，一个换相桥的正常换相周期为20ms。

如果所述保持时间小于或等于换相周期，执行步骤S8、输出上一周期的熄弧角至极控系统；

保持时间小于或等于换相周期，可认为当前周期的熄弧角为非正常的突变值，结果为当前周期的熄弧角控制值采用上一个周期的熄弧角。即可以认为本周期的熄弧角是一个抖动，所以控制器采用上一个周期的熄弧角值用作控制。

如果所述保持时间大于换相周期，执行步骤S5、输出当前周期的熄弧角至极控系统。

保持时间大于换相周期可以认为熄弧角确实发生了变化，但还不至于会引起换相失败，不需要快速进入熄弧角控制模式，结果为输出当前的测试值，即输出当前周期的熄弧角。

本申请在实测熄弧角出现异常时，避免系统采用错误的熄弧角进行控制引起高压直流系统的非正常稳定运行，同时也可以避免在交流系统振荡情况下某一个换相桥的实测熄弧角出现异常时，对直流系统造成冲击。

进一步地，所述根据熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效的步骤，包括：

判断所述熄弧角偏差值是否小于或等于2°；

如果熄弧角偏差值小于或等于2°，当前周期的熄弧角有效；

如果熄弧角偏差值大于2°，判断交流电压偏差值是否大于5kV；

如果交流电压偏差值大于5kV，当前周期的熄弧角有效；

如果交流电压偏差值小于或等于5kV，当前周期的熄弧角无效。

交流电压偏差值(ΔU)≤5kV时，这个时候交流系统可以认为是稳定的，而熄弧角偏差值(Δγ)>2°，此时可以认为是熄弧角的测量出现了问题，所以当前周期的熄弧角无效。

进一步地，当所述当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值时，还包括：

步骤S10、判断是否接收到极保护系统发送的换相失败信号，如果是，执行步骤S11、输出的熄弧角置为0°。如果否，则执行步骤S6。

当“所述当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值”时具体为“获取保持时间”之前。“输出的熄弧角置为0°”具体为输出熄弧角至极控系统，其中熄弧角的值为0°。

当当前周期的熄弧角小于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值时，不管保持时间的值为多少，一旦接收到极保护系统判断系统发生换相失败信号，那确实是发生了换相失败，这个时候把熄弧角置为0°，使系统快速进入熄弧角控制以调节控制特性使直流系统尽快恢复正常。

需要说明的是，采用极保护判断系统是否发生了换相失败的原因是：极保护的采样判据都是采用的电气量，可以根据交直流侧的电气量判据来判据系统到底有没有发生换相失败，这个在很多直流工程中都采用极保护的判据来最终确定直流系统是否发生换相失败。

进一步地，所述方法还包括：

如果当前周期的熄弧角无效，执行步骤S9、终止输出熄弧角至极控系统。

需要说明的是，本申请所述方法均是针对1个换相桥的熄弧角的计算，一般情况下，6个换相桥的熄弧角是相等，6个换相桥共同参与直流系统控制，也就是说有6个熄弧角的检测和计算，当其中有1个是无效的时候，控制系统就不用这个熄弧角当做控制量，即本换相桥的熄弧角不参与计算，控制系统用其他桥的熄弧角参与实测熄弧角的计算。

参阅图2，本申请实施例提供了一种逆变站实测熄弧角的优化计算装置，包括：

第一获取单元101，用于获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；

计算单元102，用于根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；

第一判断单元103，用于根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；

第二判断单元104，用于如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；

输出单元105，用于如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；

第二获取单元106，用于如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；

第三判断单元107，用于判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；

所述输出单元105，还用于如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；

如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。

进一步地，所述第一判断单元103包括：

第一判断子单元，用于判断所述熄弧角偏差值是否小于或等于2°；

如果熄弧角偏差值小于或等于2°，当前周期的熄弧角有效；

第二判断子单元，用于如果熄弧角偏差值大于2°，判断交流电压偏差值是否大于5kV；

如果交流电压偏差值大于5kV，当前周期的熄弧角有效；

如果交流电压偏差值小于或等于5kV，当前周期的熄弧角无效。

进一步地，所述装置还包括：

第四判断单元109，用于判断是否接收到极保护系统发送的换相失败信号，如果是，输出的熄弧角置为0°。

进一步地，所述装置还包括：

终止单元108，用于如果当前周期的熄弧角无效，终止输出熄弧角至极控系统。

由以上技术方案可知，本申请的实施例提供一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法及装置，所述方法包括获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。本申请在实测熄弧角出现异常时，避免系统采用错误的熄弧角进行控制引起高压直流系统的非正常稳定运行，同时也可以避免在交流系统振荡情况下某一个换相桥的实测熄弧角出现异常时，对直流系统造成冲击。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种逆变站实测熄弧角的优化计算方法，其特征在于，包括：

获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；

根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；

根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；

如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；

如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；

如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；

判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；

如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；

如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效的步骤，包括：

判断所述熄弧角偏差值是否小于或等于2°；

如果熄弧角偏差值小于或等于2°，当前周期的熄弧角有效；

如果熄弧角偏差值大于2°，判断交流电压偏差值是否大于5kV；

如果交流电压偏差值大于5kV，当前周期的熄弧角有效；

如果交流电压偏差值小于或等于5kV，当前周期的熄弧角无效。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值时，还包括：

判断是否接收到极保护系统发送的换相失败信号，如果是，输出的熄弧角置为0°。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果当前周期的熄弧角无效，终止输出熄弧角至极控系统。

5.一种逆变站实测熄弧角的优化计算装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压；

计算单元，用于根据所述当前周期与上一周期的熄弧角和交流电压计算熄弧角偏差值和交流电压偏差值；

第一判断单元，用于根据所述熄弧角偏差值和交流电压偏差值，判断当前周期的熄弧角是否有效；

第二判断单元，用于如果当前周期的熄弧角有效，判断当前周期的熄弧角是否大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值；

输出单元，用于如果当前周期的熄弧角大于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，输出当前周期的熄弧角至极控系统；

第二获取单元，用于如果当前周期的熄弧角小于或等于换流阀出厂时进行的最小熄弧角测试值，获取保持时间；

第三判断单元，用于判断所述保持时间是否小于或等于换相周期；

所述输出单元，还用于如果所述保持时间小于或等于换相周期，输出上一周期的熄弧角至极控系统；

如果所述保持时间大于换相周期，输出当前周期的熄弧角至极控系统。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一判断单元包括：

第一判断子单元，用于判断所述熄弧角偏差值是否小于或等于2°；

如果熄弧角偏差值小于或等于2°，当前周期的熄弧角有效；

第二判断子单元，用于如果熄弧角偏差值大于2°，判断交流电压偏差值是否大于5kV；

如果交流电压偏差值大于5kV，当前周期的熄弧角有效；

如果交流电压偏差值小于或等于5kV，当前周期的熄弧角无效。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

第四判断单元，用于判断是否接收到极保护系统发送的换相失败信号，如果是，输出的熄弧角置为0°。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

终止单元，用于如果当前周期的熄弧角无效，终止输出熄弧角至极控系统。

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