CN110021949B - 一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法和控制器 - Google Patents

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Abstract

一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法和控制器，所述方法包括获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；根据所述差值获取关断角附加值；在满足补偿条件的情况下，将所述关断角附加值补偿至第二层逆变器。本发明提供的技术方案能够根据由所连的交流系统故障导致换相失败的逆变器关断角的情况动态补偿另一层逆变器的关断角运行值，从而降低直流输电系统中两层交流系统所联逆变器同时发生换相失败的可能。

Description

一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法和控制器
技术领域
本发明涉及输配电技术领域，尤其涉及一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法和控制器。
背景技术
随着我国特高压直流技术的广泛应用，多馈入直流集中落入受端负荷中心将是未来我国电网发展所面临的重要问题。特高压直流采用电流源型阀组，换相时需要受端交流电网提供足够的换相电压，且在换相失败后的功率恢复过程中还需吸收的大量的无功功率，多馈入直流将给受端交流电网带来严重的安全稳定问题。多馈入直流存在的主要问题是受端电网能否提供坚强的电压支撑。交流电网对直流系统的电压支撑作用在很大程度上取决于交流系统容量与馈入直流输送容量间的相对大小，即短路比指标。
特高压直流分层接入交流电网的方式，即特高压一个直流极串联的两个12脉动逆变器分别接入两个电压等级的交流电网能够从电网结构上有效解决多馈入直流系统的问题，使系统从整体上具有较大的多馈入短路比和电压支撑能力。但传统的逆变侧控制策略在逆变侧一个交流电网发生故障导致所联逆变器发生换相失败时可能会引发另一个正常运行交流电网所联逆变器同时发生换相失败，影响系统的稳定运行，两层交流系统所联逆变器之间缺乏相应的协调控制手段。在特高压直流输电工程中，由于两层交流系统所联逆变器位于同一换流站内，为两者的协调运行创造了条件。
发明内容
本发明提供了一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法和控制器，其目的是为了降低直流输电系统中两层交流系统所联逆变器同时发生换相失败的概率。
本发明通过以下技术方案实现：
一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法，所述控制方法适用于逆变侧分层接入的高压直流输电系统，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：
获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；
将所述差值经过PI和限幅控制，获取关断角附加值；
若满足补偿条件，则根据所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值。
进一步的，所述若满足补偿条件，则利用所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值，包括：
当所述高压直流输电系统已完成启动过程、第一层逆变器所连的交流系统发生故障且所述第一层逆变器和第二层逆变器未同时发生换相失败，则利用所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值。
进一步的，通过LCC-HVDC启动过程闭锁环节检测高压直流输电系统是否完成启动过程；
通过PCD检测环节检测所述第一层逆变器所连的交流系统是否发生故障；
通过高低端逆变器同时换相失败检测环节检测所述第一层逆变器和第二层逆变器是否同时发生换相失败。
一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法的控制器，其改进之处在于，所述控制器包括：依次相连的加法器、PI控制器、检测器、限幅控制器、使能控制器和协调控制策略闭锁控制器；
所述加法器，用于获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；
所述PI控制器，用于对所述差值进行PI控制；
所述限幅控制器，用于对进行PI控制的差值进行限幅控制，并获取关断角附加值；
所述检测器，用于判断是否满足控制使能控制器使能的补偿条件；
所述协调控制策略闭锁控制器，用于根据所述补偿条件控制所述使能控制器使能或闭锁；
所述使能控制器，用于根据所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值；
所述加法器的输入信号包括：+γset和-γ1，γset为关断角预设值，γ1为第一层逆变器的关断角运行值。
进一步的，所述检测器包括：
第一检测器，用于通过PCD检测环节通过PCD检测环节检测所述第一层逆变器所连的交流系统是否发生故障；
第二检测器，用于通过LCC-HVDC启动过程闭锁环节检测高压直流输电系统是否完成启动过程；
第三检测器，用于通过高低端逆变器同时换相失败检测环节检测所述第一层逆变器和第二层逆变器是否同时发生换相失败。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法和控制器，能够通过由所连的交流系统故障导致换相失败的逆变器关断角的变化情况动态补偿另一层逆变器控制系统中的关断角运行值，从而降低分层接入直流输电系统中两层交流系统所联逆变器同时发生换相失败的概率。
附图说明
图1为实施例中高压直流输电系统的结构示意图；
图2为本发明提供的一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法流程图；
图3为本发明提供的一种抑制两层逆变器同时换相失败的控制器示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
本发明提供了一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法，所述控制方法适用于逆变侧分层接入的高压直流输电系统，如图1所示，所述高压直流输电系统直流送端连接同一个电压等级的交流系统，直流受端分别接入两个电压等级的交流系统，两层逆变器在同一个换流站内。所述高压直流输电系统整流侧采用定有功功率控制或定直流电流控制，逆变侧采用定关断角控制或定直流电压控制。
如图2所示，所述方法包括如下步骤：
获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；
将所述差值经过PI和限幅控制，获取关断角附加值；
若满足补偿条件，则根据所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值。
具体的，所述若满足补偿条件，则利用所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值，包括：
当所述高压直流输电系统已完成启动过程、第一层逆变器所连的交流系统发生故障且所述第一层逆变器和第二层逆变器未同时发生换相失败，则利用所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值。
具体的，通过LCC-HVDC启动过程闭锁环节检测高压直流输电系统是否完成启动过程；
通过PCD检测环节检测所述第一层逆变器所连的交流系统是否发生故障；
通过高低端逆变器同时换相失败检测环节检测所述第一层逆变器和第二层逆变器是否同时发生换相失败。
本发明提供了一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法的控制器，其特征在于，所述控制器包括：依次相连的加法器、PI控制器、检测器、限幅控制器、使能控制器和协调控制策略闭锁控制器；
所述加法器，用于获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；
所述PI控制器，用于对所述差值进行PI控制；
所述限幅控制器，用于对进行PI控制的差值进行限幅控制，并获取关断角附加值；
所述检测器，用于判断是否满足控制使能控制器使能的补偿条件；
所述协调控制策略闭锁控制器，用于根据所述补偿条件控制所述使能控制器使能或闭锁；
所述使能控制器，用于根据所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值；
所述加法器的输入信号包括：+γset和-γ1，γset为关断角预设值，γ1为第一层逆变器的关断角运行值。
具体的，所述检测器包括：
第一检测器，用于通过PCD检测环节通过PCD检测环节检测所述第一层逆变器所连的交流系统是否发生故障，若故障则输出1，否则输出0；
第二检测器，用于通过LCC-HVDC启动过程闭锁环节检测高压直流输电系统是否完成启动过程，若完成则输出1，否则输出0；
第三检测器，用于通过高低端逆变器同时换相失败检测环节检测所述第一层逆变器和第二层逆变器是否同时发生换相失败，若未同时发生换相失败则输出1，否则输出0。
当所述第一检测器、第二检测器和第三检测器均输出为1时，则控制使能控制器使能的补偿条件满足，由所述协调控制策略闭锁控制器控制所述使能控制器使能，否则由所述协调控制策略闭锁控制器控制所述使能控制器闭锁。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种抑制两层逆变器同时换相失败的方法，所述方法适用于逆变侧分层接入的高压直流输电系统，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；
将所述差值经过PI和限幅控制，获取关断角附加值；
当满足补偿条件，则根据所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值；
所述当满足补偿条件，则利用所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值，包括：
当所述高压直流输电系统已完成启动过程、第一层逆变器所连的交流系统发生故障且所述第一层逆变器和第二层逆变器未同时发生换相失败，则利用所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过LCC-HVDC启动过程闭锁环节检测高压直流输电系统是否完成启动过程；
通过PCD检测环节检测所述第一层逆变器所连的交流系统是否发生故障；
通过高低端逆变器同时换相失败检测环节检测所述第一层逆变器和第二层逆变器是否同时发生换相失败。
3.一种控制器，应用如权利要求1-2任一项所述的抑制两层逆变器同时换相失败的方法，其特征在于，所述控制器包括：依次相连的加法器、PI控制器、检测器、限幅控制器、使能控制器和协调控制策略闭锁控制器；
所述加法器，用于获取关断角预设值与第一层逆变器的关断角运行值的差值；
所述PI控制器，用于对所述差值进行PI控制；
所述限幅控制器，用于对进行PI控制的差值进行限幅控制，并获取关断角附加值；
所述检测器，用于判断是否满足控制使能控制器使能的补偿条件；
所述协调控制策略闭锁控制器，用于根据所述补偿条件控制所述使能控制器使能或闭锁；
所述使能控制器，用于根据所述关断角附加值补偿至第二层逆变器的关断角运行值；
所述加法器的输入信号包括：+γset和-γ1，γset为关断角预设值，γ1为第一层逆变器的关断角运行值。
4.如权利要求3所述的控制器，其特征在于，所述检测器包括：
第一检测器，用于通过PCD检测环节通过PCD检测环节检测所述第一层逆变器所连的交流系统是否发生故障；
第二检测器，用于通过LCC-HVDC启动过程闭锁环节检测高压直流输电系统是否完成启动过程；
第三检测器，用于通过高低端逆变器同时换相失败检测环节检测所述第一层逆变器和第二层逆变器是否同时发生换相失败。
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