CN111541261A - 非线性动态电流偏差控制方法、装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于高压输电技术领域，提供了一种非线性动态电流偏差控制方法、装置及终端设备。所述方法包括：采集高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；根据三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算三相电压数据的零序分量幅值；选取三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；根据故障系数和电流偏差实测值，确定高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。本申请依据高压直流输电系统的故障情况及非线性动态电流偏差计算公式动态的调整电流偏差控制曲线，从而提高熄弧角增量对电流偏差的灵敏度，进而有效抑制高压直流输电系统换相失败。

Description

非线性动态电流偏差控制方法、装置及终端设备

技术领域

本发明属于高压输电技术领域，尤其涉及一种非线性动态电流偏差控制方法、装置及终端设备。

背景技术

目前投运的±500kV以上的HVDC(High Voltage Direct Current，高压直流)输电系统多基于电网换相换流器(Line Commutated Converter，LCC)，其换流元件采用晶闸管，逆变侧交流故障易引发直流系统换相失败。换相失败时直流电流短时增大，直流电压下降，传输功率瞬时中断，可能引起直流偏磁，冲击换流器件，连续的换相失败甚至可能引起直流闭锁，引发交流保护误动等，严重威胁电网的安全稳定运行。

目前，常从改进换流器拓扑、利用无功补偿、优化直流控制策略这三个方面入手防换相失败。改进换流器拓扑方面，分别采用电容换相换流器和可控电容换相换流器，然而容易导致换流器过电压，且存在谐振风险。交流系统故障导致电压跌落时，可利用静止无功补偿器、调相机等无功补偿装置，在短时间内提供大量无功，支撑电压，抑制因交流电压过低而引发的换相失败，但交直流混联系统中无功补偿的动作机理与HVDC系统之间的耦合特性有待进一步研究。优化直流控制策略方面，目前常采取提前触发降低换相失败风险。但提前触发会增加无功消耗，不利于交流电压的恢复。可见目前的控制策略在抑制逆变侧换相失败上效果差且难度较大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种非线性动态电流偏差控制方法、装置及终端设备，以解决现有技术中对高压直流输电系统换相失败的抑制效果差、难度大的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种非线性动态电流偏差控制方法，应用于高压直流输电系统，该方法包括：

采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；

根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；

选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；

根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。

本发明实施例的第二方面提供了一种非线性动态电流偏差控制装置，应用于高压直流输电系统，该装置包括：

数据采集模块，用于采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；

幅值计算模块，用于根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；

故障系数计算模块，用于选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；

偏差控制曲线获取模块，用于根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述非线性动态电流偏差控制方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述非线性动态电流偏差控制方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本实施例首先采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；然后根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；最后根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。本实施例依据高压直流输电系统的故障情况及非线性动态电流偏差计算公式动态的调整电流偏差控制曲线，从而提高熄弧角增量对电流偏差的灵敏度，进而有效抑制高压直流输电系统换相失败。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种非线性动态电流偏差控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的图1中S102的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的电流偏差控制静态特性曲线示意图；

图4是本发明实施例提供的电流偏差控制的凸函数曲线与静态特性曲线的对比示意图；

图5是本发明实施例提供的不同K值的电流偏差控制静态特性曲线示意图；

图6是本发明实施例提供的不同圆心的非线性动态电流偏差控制曲线示意图；

图7是本发明实施例提供的非线性动态电流偏差控制装置的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的终端设备的示意图；

图9是本发明实施例提供的逆变侧交流系统发生L_f＝1.7H三相接地故障时两种控制方法下的仿真示意图；

图10是本发明实施例提供的逆变侧交流母线发生L_f＝0.05H的三相接地故障时两种控制方法下的仿真示意图；

图11是本发明实施例提供的逆变侧交流系统换流母线发生L_f＝0.002H单相金属性接地故障时两种控制方法下的仿真示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

在一个实施例中，如图1所示，图1示出了本发明实施例提供的一种非线性动态电流偏差控制方法的流程，其过程详述如下：

S101：采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值.

在本实施例中，高压直流输电系统整流侧配有定电流控制和最小触发角控制，逆变侧配有定熄弧角控制、定电流控制、电流偏差控制以及低压限流控制。其中，电流偏差控制的作用是使逆变侧能实现定电流控制与定熄弧角控制的平稳切换。

现有技术中，高压直流输电系统采用晶闸管作为换流器件，其退出导通需要承受一定的反压。若欲退出的阀在换相过程已结束但阻断能力未恢复时，当电压转向后，该阀将重新导通，向刚导通的阀倒换相，称为换相失败。其本质是熄弧角不足，设阀恢复阻断能力需要的极限熄弧角为γ_min，并取γ_min＝7°，一般认为实际熄弧角γ小于γ_min时将导致换相失败。

目前，电流偏差控制的静态特性曲线通常如图3所示，其中，ΔI_d表示电流偏差实测值；ΔI_H表示电流偏差饱和值；Δγ_max表示熄弧角增量最大值；Δγ表示熄弧角增量；k＝Δγ_max/ΔI_H，为斜坡函数的斜率。

如图3所示，换相失败的本质是熄弧角过小，而当定熄弧角控制的整定值γ₀恒定时(一般取γ₀＝15°)，增大电流偏差控制输出的熄弧角增量Δγ可以增大实际熄弧角裕度，从而有效抑制换相失败。基于此，本实施例提出一种非线性动态电流偏差控制方法来有效抑制换相失败。

在本实施例中，电流偏差实测值可以通过高压直流输电系统整流侧直流电流指令值减去逆变侧直流电流实测值得到。

S102：根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；

S103：选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；

S104：根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。

在本实施例中，如图4所示，图4为非线性动态电流偏差控制曲线为凸函数曲线

和一次线性直线OA的对比示意图，为了增大熄弧角增量，考虑用曲率更大的凸函数曲线

替代原来的一次线性直线OA，提高熄弧角增量Δγ对电流偏差ΔI_d的灵敏度，如图4所示，当实际输入电流偏差为ΔI_x时，曲线

和直线OA对应的熄弧角增量Δγ分别为Δγ_x1和Δγ_x2，有Δγ_x1大于Δγ_x2。即输入同样大小的电流偏差实测值ΔI_d时，采用曲线

能获得更大的Δγ，进而熄弧角裕度变大，有利于快速增大熄弧角并抑制连续换相失败。

另一方面，如图5所示，图5示出了三种不同电流偏差运行特性曲线图，图5中三条运行特性曲线的ΔI_H按从小到大的顺序排序为ΔI_H1<ΔI_H2<ΔI_H2，而斜率k满足k1>k2>k3。

由图5可以看出，当Δγ_max一定时，斜率k越大，输入同样大小的ΔI_d时得到的Δγ越大；斜率k越小，Δγ越小。而熄弧角过大时，系统功率因数较低，无功损耗较大，系统经济运行特性较差，故设置电流偏差控制中Δγ_max为一定值，参照直流系统标准测试模型，将其设为0.2793rad；而通过改变ΔI_H来调整k：ΔI_H变大时，k变小；ΔI_H变小时，k变大。

综合上述分析，可考虑在电流偏差控制中采用曲率更大的凸函数运行特性曲线和增大参数ΔI_H来动态调节熄弧角增量Δγ，提高直流系统连续换相失败的抵御能力。

从上述实施例可知，本实施例依据高压直流输电系统的故障情况及非线性动态电流偏差计算公式动态的调整电流偏差控制曲线，从而提高熄弧角增量对电流偏差的灵敏度，进而有效抑制高压直流输电系统换相失败。

在一个实施例中，图1中S102的具体实现流程包括：

采用自适应算法计算所述三相电压数据的各相电压幅值；

从各相电压幅值中选择最小值，并对所述标幺值和所述最小值作减法，得到所述三相电压跌落值。

在本实施例中，采用自适应算法求取三相电压数据的幅值。然后使标幺值减去三相电压幅值中的最小值，得到三相电压跌落值。

本实施例采用自适应算法，以三相电压数据作为参考相计算三个正序电压幅值，然后分别将三个正序电压幅值作为同步旋转坐标系的锁相环的输入，计算各相电压的相位，从而得到三相电压数据对应的幅值和相位。

可选地，本实施例还可以采用二阶广义积分器(second order generalizedintegrator，SOGI)检测法来取三相电压数据的幅值。

具体地，采用公式(1)计算故障系数。

q＝max{V_0m,1-min{V_am,V_bm,V_cm}} (1)

式(1)中，V_0m表示零序分量幅值，V_am表示A相电压幅值，V_bm表示B相电压幅值，V_cm表示C相电压幅值，标幺值取1。

在一个实施例中，如图2所示，图2示出了图1中S104的具体实现流程，其过程详述如下：

S201：根据所述故障系数，计算电流偏差饱和值；

S202：根据所述电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值，确定所述非线性动态电流偏差控制曲线。

在一个实施例中，图2中S201的具体实现流程包括：

计算ΔI_H＝C-mq，得到所述电流偏差饱和值；

其中，ΔI_H表示电流偏差饱和值；m、C分别表示正常数，q表示所述故障系数。

由上述公式可知，高压直流输电系统故障越严重，故障系数q越大，ΔI_H越小，控制曲线的参数k越大；而高压直流输电系统故障程度较轻微时或系统故障恢复阶段电压回升时，故障系数q变小，ΔI_H变大，参数k变小。本实施例中引入零序电压分量和三相电压跌落值，使得该控制方法同时对高压直流输电系统对称性故障和非对称性故障引发的换相失败均具有较好的抑制作用。

系统正常运行时，故障系数q等于0，ΔI_H等于额定电流偏差饱和值ΔI_HN，即ΔI_H＝ΔI_HN＝0.1，故C＝0.1。为防止ΔI_H取极端值而恶化高压直流输电系统运行性能，本实施例对其进行限幅，使得0.02≤ΔI_H≤0.2，并规定q达到0.15时，ΔI_H达到其下限值0.02p.u.，由此得系数m＝0.533。

在一个实施例中，在图2中S201之后，本实施例提供的非线性动态电流偏差控制方法还包括：

对所述电流偏差饱和值进行限幅；

相应地，图2中的S202包括：根据经过限幅的电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值确定所述非线性动态电流偏差控制曲线。

在一个实施例中，所述电流偏差饱和值的限幅范围为0.02≤ΔI_H≤0.2，且在q＝0.15时，ΔI_H＝0.02；其中，q表示故障系数，ΔI_H表示电流偏差饱和值。

在一个实施例中，所述非线性动态电流偏差控制曲线的公式如(2)所示：

式(2)中，ΔI_d表示电流偏差实测值；ΔI_H表示电流偏差饱和值；Δγ_max表示熄弧角增量最大值；Δγ表示熄弧角增量。

具体地，ΔI_H考虑了高压直流输电系统的故障恢复过程，当故障切除后，交流母线电压回升，q变小，ΔI_H变大，对应的k值变小，输入同样大小的ΔI_d时得到Δγ变小，进而熄弧角变小，系统无功损耗变小，有利于直流功率的快速恢复。

在本实施例中，可以将非线性动态电流偏差控制曲线视为圆的部分圆弧，该圆过原点O和A点，且与y轴非负半轴仅有一个交点(即原点O)，如图6所示，当参数ΔI_H确定时，点A(ΔI_H，0.2793)可确定。因为选择的特性圆过原点O和A点，则圆心应该在线段OA的垂直平分线l上；因为曲线

应为凸函数特性，则圆心应在线段OA的右下半平面内；为了与y轴非负半轴仅有一个交点(即原点O)，特性圆不能为图6中的圆2(圆心为O₂的圆，与y轴非负半轴有两个交点)，圆心应位于图中点O₁及点O₁以下(O₁为圆1的圆心)，即圆心的纵坐标应该小于或等于点O₁的纵坐标；另外，比较圆3(圆心为O₃的圆)和圆1，发现圆心的纵坐标越大，则曲线

向上凸的程度越大，进而输入同样大小的ΔI_d能得到越大的Δγ，抑制换相失败的能力越大，综上，圆心应位于点O₁，此时该特性圆与y轴相切，且切点为原点。

具体地，以圆1的弧线

作为非线性动态电流偏差控制曲线的具体计算过程包括：

1)确定直线l的斜率k_l

确定点A(ΔI_H，0.2793)和线段OA的斜率k_OA，k_OA＝0.2793/ΔI_H；因为线段OA的垂直平分线l垂直于线段OA，则直线l的斜率k_l可得到，k₁＝-ΔI_H/0.2793。

2)计算圆心O₁坐标

因为垂直平分线l经过OA的中点B(ΔI_H/2；0.2793/2)，可得直线l的表达式为式(3)：

化简式(3)得：

直线l与x轴交于点O₁，点O₁的纵坐标为0，代入式(4)，可得点O₁的横坐标如式(5)所示：

则可得到圆心O₁的坐标为(ΔI_H/2+0.0390/ΔI_H,0)。

3)确定圆1的表达式

特性圆1过原点，则可得到圆半径R＝ΔI_H/2+0.0390/ΔI_H，根据圆的特性方程，得到该圆的表达式如式(6)：

化简后圆1的表达式如式(7)所示：

即圆1对应的曲线

的表达式满足式(8)：

进而得到本实施例所提的非线性动态电流偏差控制曲线公式(2)。

以一个具体的应用实例对非线性动态电流偏差控制方法进行仿真验证，具体过程如下：

利用PSCAD中的CIGRE模型进行仿真(额定直流输送功率为1000MW，额定电压为500kV，额定电流为2kA)，来验证本实施例提供方法的有效性。电感性接地故障是实际系统中最为常见的故障，且在相同条件下最易引起换相失败，故仿真中以电感性故障为代表，设置大小不同的接地电感L_f来模拟不同严重程度的故障。

具体地，故障发生时刻为3s，故障持续时间为0.5s。观察熄弧角、直流电流、直流电压等，对比分析以下两种控制方法对连续换相失败的抑制作用。

控制方法I：CIGRE HVDC标准模型控制策略。

控制方法II：非线性动态电流偏差控制方法。

案例1：逆变侧交流母线发生接地电感L_f＝1.7H的三相接地故障，图9为在上述两种控制方法下的具体仿真结果。其中，图9(a)为逆变侧交流系统发生L_f＝1.7H三相接地故障时两种控制方法下的熄弧角仿真曲线，图9(b)为逆变侧交流系统发生L_f＝1.7H三相接地故障时两种控制方法下的直流电流仿真曲线，图9(c)为逆变侧交流系统发生L_f＝1.7H三相接地故障时两种控制方法下的直流电压仿真曲线。

由图9可知，在上述两种控制方法下，故障后换流器熄弧角均大于极限熄弧角γ_min＝7°，直流输电系统均未发生换相失败。此时接地电感L_f较大，对应实际中故障严重程度较轻、故障点距换流母线较远的情况，如图9所示，故障后直流电压、直流电流变化不大。此外，由图9可知，系统正常运行时(即故障发生前)，在本实施例提供方法控制下的熄弧角、直流电流、直流电压均与在CIGRE HVDC标准模型控制策略下的熄弧角、电流、电压相差较小，熄弧角均稳定在15°左右，电流、电压的标幺值均基本稳定在1p.u.，验证了控制方法II并不影响直流系统的正常运行。

对于其它故障程度较轻微的故障，仿真表明，若在控制方法I下HVDC系统不发生换相失败，则采用控制方法II时也不会引发换相失败，即所提改进控制策略并不会降低直流输电的换相失败抵御能力。

案例2：逆变侧交流母线发生L_f＝0.05H的三相接地故障，图10给出了在上述两种控制方法下的仿真结果。图10(a)为逆变侧交流母线发生L_f＝0.05H的三相接地故障时两种控制方法下的熄弧角仿真曲线，图10(b)为逆变侧交流母线发生L_f＝0.05H的三相接地故障时两种控制方法下的直流电流仿真曲线，图10(c)为逆变侧交流母线发生L_f＝0.05H的三相接地故障时两种控制方法下的直流电压仿真曲线。

由图10可知，故障发生后，在控制方法I下，逆变器的熄弧角两次降为0°，直流系统发生两次换相失败，故障后直流电流、直流电压波动剧烈且波动时间较长，对交流系统造成多次冲击。而采用控制方法II时可有效避免直流系统第二次换相失败，且故障后直流电流、直流电压波动时间短，利于直流系统故障后的迅速恢复。

案例3：逆变侧交流系统换流母线发生L_f＝0.002H单相金属性接地故障，对应工程中比较严重的交流故障，图11给出了在上述两种控制方法下的具体仿真结果。其中图11(a)为逆变侧交流系统换流母线发生L_f＝0.002H单相金属性接地故障时两种控制方法下的熄弧角仿真曲线，图11(b)为逆变侧交流系统换流母线发生L_f＝0.002H单相金属性接地故障时两种控制方法下的直流电流仿真曲线，图11(c)为逆变侧交流系统换流母线发生L_f＝0.002H单相金属性接地故障时两种控制方法下的直流电压仿真曲线。

由图11可知，类似于案例2，控制方法II可有效抑制HVDC输电连续换相失败。故障后在控制方法I下，高、低端逆变器的熄弧角均多次降为0°，故障后直流电流、直流电压波动剧烈。而控制方法II明显减少换相失败的次数：逆变器发生三次换相失败，在故障发生后超过152ms时熄弧角均大于γmin。

为进一步验证本实施例提供的方法能有效抑制直流输电连续换相失败，在逆变侧换流母线处设置不同故障严重水平的交流故障进行仿真分析，统计两种控制方法下直流系统换相失败次数。

定义故障严重水平F_L如式(9)：

式(9)中，P_d为直流输电系统的额定传输功率；U_L为换流母线电压；L_f为接地电感；ω为角频率。F_L越大，表示故障越严重。

表1给出了在控制方法I和控制方法II下交流系统发生故障严重水平F_L在15％-50％范围内单相故障和三相故障时换相失败次数。

表1

由表1可知：对于较轻微的故障，若采用控制方法I时HVDC系统不发生换相失败，则采用方法II时亦不会引发换相失败；同一交流故障严重水平下，采用控制方法II时HVDC系统发生换相失败的次数总是小于或等于采用控制方法I时换相失败的次数，可见本实施例提供的控制方法II能一定程度上降低连续换相失败发生的概率。

综上所示，本实施例提供的非线性动态电流偏差控制方法能依据系统故障情况动态地调整ΔI_H值，并利用非线性动态特性曲线代替原有的一次线性曲线，提高熄弧角增量Δγ对电流偏差ΔI_d的灵敏度，使得输入同样的ΔI_d时能输出较大的Δγ，进而有效抑制高压直流输电系统换相失败，利于故障后直流系统的快速恢复。本实施例提供的方法不依赖于交流故障的快速检测，易于实现且无需增加其他附加投入；并且能够明显减小系统逆变侧交流故障时直流电流、电压的波动程度，减小晶闸管、平波电抗器等设备所受的电流应力，延长器件使用寿命。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

在一个实施例中，如图7所示，图7示出了本发明实施例提供的一种非线性动态电流偏差控制装置100的结构，应用于高压直流输电系统，该装置包括：

数据采集模块110，用于采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；

幅值计算模块120，用于根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；

故障系数计算模块130，用于选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；

偏差控制曲线获取模块140，用于根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。

在一个实施例中，图7中的幅值计算模块120包括：

三相电压幅值计算单元，用于采用自适应算法计算所述三相电压数据的各相电压幅值；

三相电压跌落值计算单元，用于从各相电压幅值中选择最小值，并对所述标幺值和所述最小值作减法，得到所述三相电压跌落值。

在一个实施例中，偏差控制曲线获取模块140包括：

饱和值计算单元，用于根据所述故障系数，计算电流偏差饱和值；

曲线获取单元，用于根据所述电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值，确定所述非线性动态电流偏差控制曲线。

在一个实施例中，饱和值计算单元包括：

计算ΔI_H＝C-mq，得到所述电流偏差饱和值；

其中，ΔI_H表示电流偏差饱和值；m、C分别表示正常数，q表示所述故障系数。

在一个实施例中，非线性动态电流偏差控制装置100还包括：

限幅模块，用于对所述电流偏差饱和值进行限幅；

相应地，所述曲线获取单元包括：根据经过限幅的电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值确定所述非线性动态电流偏差控制曲线。

在一个实施例中，所述电流偏差饱和值的限幅范围为0.02≤ΔI_H≤0.2，且在q＝0.15时，ΔI_H＝0.02；其中，q表示故障系数，ΔI_H表示电流偏差饱和值。

在一个实施例中，所述非线性动态电流偏差控制曲线的公式为：

其中，ΔI_d表示电流偏差实测值；ΔI_H表示电流偏差饱和值；Δγ_max表示熄弧角增量最大值；Δγ表示熄弧角增量。

图8是本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图8所示，该实施例的终端设备800包括：处理器801、存储器802以及存储在所述存储器802中并可在所述处理器801上运行的计算机程序803。所述处理器801执行所述计算机程序803时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至104。或者，所述处理器801执行所述计算机程序803时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图7所示模块110至140的功能。

所述计算机程序803可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器802中，并由所述处理器801执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序803在所述终端设备800中的执行过程。

所述终端设备800可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器801、存储器802。本领域技术人员可以理解，图8仅仅是终端设备800的示例，并不构成对终端设备800的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器801可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器802可以是所述终端设备800的内部存储单元，例如终端设备800的硬盘或内存。所述存储器802也可以是所述终端设备800的外部存储设备，例如所述终端设备800上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器802还可以既包括所述终端设备800的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器802用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器802还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，应用于高压直流输电系统，所述方法包括：

采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；

根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；

选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；

根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。

2.如权利要求1所述的非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，所述根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值，包括：

采用自适应算法计算所述三相电压数据的各相电压幅值；

从各相电压幅值中选择最小值，并对所述标幺值和所述最小值作减法，得到所述三相电压跌落值。

3.如权利要求1所述的非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，所述根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线，包括：

根据所述故障系数，计算电流偏差饱和值；

根据所述电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值，确定所述非线性动态电流偏差控制曲线。

4.如权利要求3所述的非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，所述根据所述故障系数，计算电流偏差饱和值，包括：

计算ΔI_H＝C-mq，得到所述电流偏差饱和值；

其中，ΔI_H表示电流偏差饱和值；m、C分别表示正常数，q表示所述故障系数。

5.如权利要求3所述的非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，在所述根据所述故障系数，计算电流偏差饱和值之后，所述方法还包括：

对所述电流偏差饱和值进行限幅；

相应地，所述根据所述电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值，确定所述非线性动态电流偏差控制曲线包括：

根据经过限幅的电流偏差饱和值和所述电流偏差实测值确定所述非线性动态电流偏差控制曲线。

6.如权利要求5所述的非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，所述电流偏差饱和值的限幅范围为0.02≤ΔI_H≤0.2，且在q＝0.15时，ΔI_H＝0.02；其中，q表示故障系数，ΔI_H表示电流偏差饱和值。

7.如权利要求1至6任一项所述的非线性动态电流偏差控制方法，其特征在于，所述非线性动态电流偏差控制曲线的公式为：

其中，ΔI_d表示电流偏差实测值；ΔI_H表示电流偏差饱和值；Δγ_max表示熄弧角增量最大值；Δγ表示熄弧角增量。

8.一种非线性动态电流偏差控制装置，其特征在于，应用于高压直流输电系统，所述装置包括：

数据采集模块，用于采集所述高压直流输电系统逆变侧的交流母线的三相电压数据及电流偏差实测值；

幅值计算模块，用于根据所述三相电压数据和标幺值计算三相电压跌落值；并计算所述三相电压数据的零序分量幅值；

故障系数计算模块，用于选取所述三相电压跌落值和所述零序分量幅值中的最大值，得到故障系数；

偏差控制曲线获取模块，用于根据所述故障系数和所述电流偏差实测值，确定所述高压直流输电系统的非线性动态电流偏差控制曲线。

9.如权利要求8所述的非线性动态电流偏差控制装置，其特征在于，所述幅值计算模块包括：

三相电压幅值计算单元，用于采用自适应算法计算所述三相电压数据的各相电压幅值；

三相电压跌落值计算单元，用于从各相电压幅值中选择最小值，并对所述标幺值和所述最小值作减法，得到所述三相电压跌落值。

10.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

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