CN112383040B

CN112383040B - 一种高压直流接地极限电流控制方法及系统

Info

Publication number: CN112383040B
Application number: CN202011191271.1A
Authority: CN
Inventors: 王胜; 赵建宁; 董言乐; 张楠; 陈璐; 吴庆范; 王亚涛; 张群; 芦明明; 宋延涛; 涂仁川; 刘旭辉; 许朋见; 靳巩磊; 范保丰; 汪秀才; 庞科伟; 张玲
Original assignee: Xuji Group Co Ltd; XJ Electric Co Ltd; Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co; Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd
Current assignee: Xuji Group Co Ltd; XJ Electric Co Ltd; Maintenance and Test Center of Extra High Voltage Power Transmission Co; Super High Transmission Co of China South Electric Net Co Ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: CN112383040A

Abstract

本发明公开了一种高压直流接地极限电流控制方法，涉及高压直流工程技术领域，所述方法包括获取直流系统的极1和极2的第一电流实际值，根据接地极限电流激活判据判断是否启动接地极电流控制；若所述接地极限电流判据被激活，则计算第一电流限制目标值和第二电流限制目标值；将所述第一电流限制目标值和所述第二电流限制目标值进行比较，确定最终电流限制目标值，并将所述最终电流限制目标值最为接地极电流控制的电流限制值。本发明实现接地极限电流控制对电流实际值大的那一极进行精确以及动态的限制控制。

Description

一种高压直流接地极限电流控制方法及系统

技术领域

本发明涉及高压直流工程技术领域，具体涉及一种高压直流接地极限电流控制方法及系统。

背景技术

高压直流工程为保护接地极过流损坏接地极址设备需配置接地极限电流功能。当直流两极同时运行时，通过采集接地极电流与允许流过接地极的电流整定值进行比较，若接地极电流实际值超过接地极电流整定值时，通过比较两极的电流实际值实现电流实际值大的那一极按照设定的速率进行电流限制策略，最低可限制到本极正常运行的最小电流值。当接地极电流实际值低于接地极电流整定值时则停止电流限制。当设定的电流回降速率过大时，由于模拟量采集及控制策略自身的滞后性，可能会出现电流实际值大的那一极回降电流出现过调现象，导致直流输送功率的损失。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种高压直流接地极限电流控制方法，实现接地极限电流控制对电流实际值大的那一极进行精确以及动态的限制控制。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种高压直流接地极限电流控制方法，用于高压直流工程，

获取直流系统的极1和极2的第一电流实际值，根据接地极限电流激活判据判断是否启动接地极电流控制；

若所述接地极限电流判据被激活，则计算第一电流限制目标值和第二电流限制目标值；其中，将所述第一电流限制目标值初步作为接地极电流控制的电流限制值；

若所述接地极限电流判据再次被激活，将所述第一电流限制目标值和所述第二电流限制目标值进行比较，确定最终电流限制目标值，并将所述最终电流限制目标值最为接地极电流控制的电流限制值。

如上所述的高压直流接地极限电流控制方法，进一步地，所述接地极限电流激活判据具体为：

极1接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＞I_P2act)

极2接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＜I_P2act)

其中，接地极极1和极2的第一电流实际值I_dee1和I_dee2，允许流过接地极电流I_{elc_set}，接地极极1和极2的经过采集回路32个采样周期平均后的第二电流实际值I_P1act和I_P2act。

如上所述的高压直流接地极限电流控制方法，进一步地，计算第一电流限制目标值的方法为接地极限电流功能非动作极电流参考值与允许流过接地极电流设定值之和作为接地极限电流功能动作极电流限制目标值的下限值。具体计算如下：

极1接地极的第一电流限制目标值：

I_{P1limit_elc}＝I_P2ref+I_{elc_set}

极2接地极的第一电流限制目标值：

I_{P2limit_elc}＝I_P1ref+I_{elc_set}

其中，I_{P1limit_elc}和I_{P2limit_elc}为极1或极2接地极限电流控制激活后实时进行第一电流限制目标值，I_P1ref和I_P2ref为极1和极2电流实际值对应的电流参考值。

如上所述的高压直流接地极限电流控制方法，进一步地，计算第二电流限制目标值的方法以及确定最终电流限制目标值分别为：

极1接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＝Y_{P1n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P1_limit}＝I_P1ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极1接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＞I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝Y_{P1n_limit}；

Y_{P1n_limit}≤I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝I_{P1limit_elc}；

极2接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＝Y_{P2n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P2_limit}＝I_P2ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极2接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＞I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝Y_{P2n_limit}；

Y_{P2n_limit}≤I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝I_{P2limit_elc}；

其中，Y_{P1n_limit}和Y_{P2n_limit}为第n个模块执行周期计算的极1、极2的电流限制值；Y_{P1n_limit}和Y_{P2n_limit}为上一执行周期计算的Y_{P1n-1_limit}和Y_{P2n-1_limit}和本执行周期斜率后的差值，即第二电流限制目标值；TA为模块执行周期时间；I_rate为极电流额定值；I_{ramp_act}为接地极限电流实际设定速率；I_{ramp_rate}为接地极限电流额定速率；

将所述最终电流限制目标值Y_{P1_limit}、Y_{P2_limit}作为接地极电流控制的电流限制值。

一种高压直流接地极限电流控制系统，用于高压直流工程，包括

电流获取单元，其用于获取直流系统的极1和极2的第一电流实际值；

第一处理单元，其用于利用第一电流实际值并根据接地极限电流激活判据判断是否启动接地极电流控制；

第二处理单元，其用于在所述第一处理单元发出激活信号后，计算第一电流限制目标值和第二电流限制目标值，其中，将所述第一电流限制目标值初步作为接地极电流控制的电流限制值；若所述接地极限电流判据再次被激活，将所述第一电流限制目标值和所述第二电流限制目标值进行比较，确定最终电流限制目标值，并将所述最终电流限制目标值最为接地极电流控制的电流限制值。

如上所述的高压直流接地极限电流控制系统，进一步地，在所述第一处理单元中，所述接地极限电流激活判据具体为：

极1接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＞I_P2act)

极2接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＜I_P2act)

如上所述的高压直流接地极限电流控制系统，进一步地，在所述第二处理单元中，计算第一电流限制目标值的方法为接地极限电流功能非动作极电流参考值与允许流过接地极电流设定值之和作为接地极限电流功能动作极电流限制目标值的下限值。具体计算如下：

极1接地极的第一电流限制目标值：

I_{P1limit_elc}＝I_P2ref+I_{elc_set}

极2接地极的第一电流限制目标值：

I_{P2limit_elc}＝I_P1ref+I_{elc_set}

如上所述的高压直流接地极限电流控制系统，进一步地，在所述第二处理单元中，计算第二电流限制目标值的方法以及确定最终电流限制目标值分别为：

极1接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＝Y_{P1n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P1_limit}＝I_P1ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极1接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＞I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝Y_{P1n_limit}；

Y_{P1n_limit}≤I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝I_{P1limit_elc}；

极2接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＝Y_{P2n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P2_limit}＝I_P2ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极2接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＞I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝Y_{P2n_limit}；

Y_{P2n_limit}≤I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝I_{P2limit_elc}；

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明提出当高压直流工程接地极限电流功能动作时，通过电流实际值小的那一极的电流参考值以及允许流过接地极的电流整定值实现对电流实际值大的那一极进行电流限制目标值的预计算，并作为对电流实际值大的那一极进行电流限制调节的下限值，实现接地极限电流控制功能对电流实际值大的那一极进行精确限制控制，避免直流输送功率的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图进行简单的介绍，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为本发明的接地极限电流控制方法流程图。

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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例：

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为更好理解本发明的发明构思，对现有技术方案进行简单介绍，现有方案中直流两极同时运行时，通过采集接地极电流与允许流过接地极的电流整定值进行比较，若接地极电流实际值超过接地极电流整定值时，通过比较两极的电流实际值实现电流实际值大的那一极按照设定的速率进行电流限制策略，最低可限制到本极正常运行的最小电流值。当接地极电流实际值低于接地极电流整定值时则停止电流限制。

当接地极限电流设定电流回降速率过大时，由于模拟量采集及控制策略自身的滞后性，可能会出现电流实际值大的那一极回降电流出现过调现象，导致直流输送功率的损失。

因此，本发明在高压直流工程接地极限电流功能动作时，通过电流实际值小的那一极的电流参考值以及允许流过接地极的电流整定值实现对电流实际值大的那一极进行电流限制目标值的预计算，并作为对电流实际值大的那一极进行电流限制调节的下限值，实现接地极限电流控制功能对电流实际值大的那一极进行精确限制控制，避免直流输送功率的损失。

参见图1，图1为本发明的接地极限电流控制方法流程图。

一种高压直流接地极限电流控制方法，用于高压直流工程，

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，所述接地极限电流激活判据具体为：

极1接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＞I_P2act)

极2接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＜I_P2act)

其中，接地极极1和极2的第一电流实际值I_dee1和I_dee2，允许流过接地极电流I_{elc_set}，接地极极1和极2的经过采集回路32个采样周期平均后的第二电流实际值I_P1act和I_P2act。具体地，接地极两条支路电流实际值I_dee1、I_dee2之和与允许流过接地极电流的设定值I_{elc_set}比较以及两极经过32个采样周期平均后的电流实际值I_P1act、I_P2act比较实现极1或极2接地极限电流控制激活判据。

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，计算第一电流限制目标值的方法为接地极限电流功能非动作极电流参考值与允许流过接地极电流设定值之和作为接地极限电流功能动作极电流限制目标值的下限值。具体计算如下：

极1接地极的第一电流限制目标值：

I_{P1limit_elc}＝I_P2ref+I_{elc_set}

极2接地极的第一电流限制目标值：

I_{P2limit_elc}＝I_P1ref+I_{elc_set}

其中，I_{P1limit_elc}和I_{P2limit_elc}为极1或极2接地极限电流控制激活后实时进行第一电流限制目标值，I_P1ref和I_P2ref为极1和极2电流实际值对应的电流参考值。极1或极2接地极限电流控制激活后实时进行电流限制目标值I_{P1limit_elc}、I_{P1limit_elc}的预计算，并用当前计算的电流限制目标值替换原有的电流限制目标值，在新的接地极限电流控制激活信号产生之前保持当前计算的电流限制目标值不变。接地极限电流激活限电流是按照一定速率起作用的，在新的接地极限电流功能激活信号产生之前，原有的I_{P1limit_elc}、I_{P1limit_elc}目标值需保持。

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，计算第二电流限制目标值的方法以及确定最终电流限制目标值分别为：

极1接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＝Y_{P1n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P1_limit}＝I_P1ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极1接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＞I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝Y_{P1n_limit}；

Y_{P1n_limit}≤I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝I_{P1limit_elc}；

极2接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＝Y_{P2n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P2_limit}＝I_P2ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极2接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＞I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝Y_{P2n_limit}；

Y_{P2n_limit}≤I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝I_{P2limit_elc}；

本发明提出一种高压直流接地极限电流控制激活电流限制目标值的预计算逻辑计算方法，实现接地极限电流目标值的精确计算，同时提出一种接地极限电流控制激活实时计算极1和极2的电流限制值的逻辑方法，避免接地极限流控制回降电流超调现象。

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，在所述第一处理单元中，所述接地极限电流激活判据具体为：

极1接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＞I_P2act)

极2接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＜I_P2act)

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，在所述第二处理单元中，计算第一电流限制目标值的方法为接地极限电流功能非动作极电流参考值与允许流过接地极电流设定值之和作为接地极限电流功能动作极电流限制目标值的下限值。具体计算如下：

极1接地极的第一电流限制目标值：

I_{P1limit_elc}＝I_P2ref+I_{elc_set}

极2接地极的第一电流限制目标值：

I_{P2limit_elc}＝I_P1ref+I_{elc_set}

作为一种可选的实施方式，在某些实施例中，在所述第二处理单元中，计算第二电流限制目标值的方法以及确定最终电流限制目标值分别为：

极1接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＝Y_{P1n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P1_limit}＝I_P1ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极1接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＞I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝Y_{P1n_limit}；

Y_{P1n_limit}≤I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝I_{P1limit_elc}；

极2接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＝Y_{P2n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P2_limit}＝I_P2ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极2接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＞I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝Y_{P2n_limit}；

Y_{P2n_limit}≤I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝I_{P2limit_elc}；

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种高压直流接地极限电流控制方法，用于高压直流工程，其特征在于，

若所述接地极限电流激活判据被激活，则计算第一电流限制目标值和第二电流限制目标值；其中，将所述第一电流限制目标值初步作为接地极电流控制的电流限制值；

若所述接地极限电流激活判据再次被激活，将所述第一电流限制目标值和所述第二电流限制目标值进行比较，确定最终电流限制目标值，并将所述最终电流限制目标值作为接地极电流控制的电流限制值；

所述接地极限电流激活判据具体为：

极1接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＞I_P2act)

极2接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＜I_P2act)

2.根据权利要求1所述的高压直流接地极限电流控制方法，其特征在于，计算第一电流限制目标值的方法为接地极限电流功能非动作极电流参考值与允许流过接地极电流设定值之和作为接地极限电流功能动作极电流限制目标值的下限值；具体计算如下：

极1接地极的第一电流限制目标值：

I_{P1limit_elc}＝I_P2ref+I_{elc_set}

极2接地极的第一电流限制目标值：

I_{P2limit_elc}＝I_P1ref+I_{elc_set}

其中，I_{P1limit_elc}和I_{P2limit_elc}为极1和极2接地极限电流控制激活后实时进行第一电流限制目标值，I_P1ref和I_P2ref 为极1和极2电流实际值对应的电流参考值。

3.根据权利要求2所述的高压直流接地极限电流控制方法，其特征在于，计算第二电流限制目标值的方法以及确定最终电流限制目标值分别为：

极1接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＝Y_{P1n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P1_limit}＝I_P1ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极1接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＞I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝Y_{P1n_limit}；

Y_{P1n_limit}≤I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝I_{P1limit_elc}；

极2接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＝Y_{P2n-1_limit}-TA|TD；

Y_{P2_limit}＝I_P2ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}|I_{ramp_rate}；

极2接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＞I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝Y_{P2n_limit}；

Y_{P2n_limit}≤I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝I_{P2limit_elc}；

4.一种高压直流接地极限电流控制系统，用于高压直流工程，其特征在于，包括

第二处理单元，其用于在所述第一处理单元发出激活信号后，计算第一电流限制目标值和第二电流限制目标值，其中，将所述第一电流限制目标值初步作为接地极电流控制的电流限制值；若所述接地极限电流激活判据再次被激活，将所述第一电流限制目标值和所述第二电流限制目标值进行比较，确定最终电流限制目标值，并将所述最终电流限制目标值作为接地极电流控制的电流限制值；

在所述第一处理单元中，所述接地极限电流激活判据具体为：

极1接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＞I_P2act)

极2接地极限电流控制激活判据：

(|I_dee1+I_dee2|-I_{elc_set}＞Δ1)&(I_P1act＜I_P2act)

5.根据权利要求4所述的高压直流接地极限电流控制系统，其特征在于，在所述第二处理单元中，计算第一电流限制目标值的方法为接地极限电流功能非动作极电流参考值与允许流过接地极电流设定值之和作为接地极限电流功能动作极电流限制目标值的下限值；具体计算如下：

极1接地极的第一电流限制目标值：

I_{P1limit_elc}＝I_P2ref+I_{elc_set}

极2接地极的第一电流限制目标值：

I_{P2limit_elc}＝I_P1ref+I_{elc_set}

6.根据权利要求5所述的高压直流接地极限电流控制系统，其特征在于，在所述第二处理单元中，计算第二电流限制目标值的方法以及确定最终电流限制目标值分别为：

极1接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＝Y_{P1n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P1_limit}＝I_P1ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极1接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P1n_limit}＞I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝Y_{P1n_limit}；

Y_{P1n_limit}≤I_{P1limit_elc}时，Y_{P1_limit}＝I_{P1limit_elc}；

极2接地极的第二电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＝Y_{P2n-1_limit}-TA/TD；

Y_{P2_limit}＝I_P2ref；

TD＝I_rate*I_{ramp_act}/I_{ramp_rate}；

极2接地极的最终电流限制目标值：

Y_{P2n_limit}＞I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝Y_{P2n_limit}；

Y_{P2n_limit}≤I_{P2limit_elc}时，Y_{P2_limit}＝I_{P2limit_elc}；