CN113067360A - 一种vsc-lcc混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统 - Google Patents

一种vsc-lcc混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LCC‑VSC混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统，方法包括：基于多种晶闸管级的换相失败判断方法、基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对LCC换流阀的换相失败现象进行综合判断，从而实现将原分散的、零散的检测方法高度集成，从而大大提高了换相失败检测的准确性和快速性，当LCC换流阀换相失败时，同时控制LCC换流阀及VSC换流阀的运行状态，充分发挥VSC系统的快速调节功能，从而能够避免LCC系统发生连续换相失败，避免直流系统由于换相失败导致的系统闭锁。

Description

一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统
技术领域
本发明涉及电力电子和电力系统领域，具体涉及一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统。
背景技术
高压直流输电以其输送容量大、输电距离不受同步运行稳定性限制、线路损耗小、功率调节灵活迅速、非同步联络能力强等优点，混合直流输电系统成为未来直流输电的发展方向，一般混合直流系统中逆变站采用电压源型换流器(VSC)或者使用换相换流阀(LCC)与VSC的组合，VSC无换相失败，有功功率和无功功率可独立控制，无需配置交流滤波器，常规特高压直流输电系统使用电网换相型换流器LCC，无法避免换相失败造成系统传输功率中断的问题。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的VSC-LCC混合直流换流器无法抑制换相失败的缺陷，从而提供一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，VSC-LCC混合直流换流器由LCC换流阀及VSC换流阀构成，LCC换流阀包括多个主晶闸管及备用晶闸管，抑制方法包括：根据LCC换流阀的每个晶闸管的电气参量，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，综合判断每个晶闸管是否换相失败，得到每个晶闸管的判断结果，并依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果；根据LCC换流阀的电气参量，基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对换流阀是否进行换相失败判断，得到多个换流阀级判断结果；当晶闸管级判断结果、多个换流阀级判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则生成LCC换流阀换相失败信号；根据LCC换流阀换相失败信号，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态。
在一实施例中，晶闸管级的换相失败判断方法包括：基于关断角测量的换相失败判断方法、基于采样窗口截取电压的换相失败判断方法及基于触发脉冲的换相失败判断方法。
在一实施例中，基于采样窗口截取电压的换相失败判断方法包括：获取LCC换流阀的晶闸管触发关断时刻后的晶闸管电压波形，并采用采样窗口方法将晶闸管电压波形提取后，将其与正常换相后的晶闸管相比较，当采样窗口采样不到晶闸管触发关断时候后的正向电压，判定晶闸管换相失败。
在一实施例中，基于触发脉冲的换相失败判断方法包括：获取LCC换流阀的晶闸管的触发脉冲，将晶闸管的触发脉冲与其对应的预设触发脉冲相比较，当二者不同时，判定晶闸管换相失败。
在一实施例中，依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果的过程，包括：当换相失败的晶闸管的数量对于备用晶闸管的数量时，判定LCC换流阀换相失败。
在一实施例中，换流阀级的换相失败判断方法包括：基于零序电压的判断方法、基于直流电压、直流电流的判断方法。
在一实施例中，基于零序电压的判断方法包括：获取LCC换流阀交流侧三相电压，并将三相电压求和，得到零序电压；判断零序电压的幅值超过预设电压阈值时，则判定LCC换流阀换相失败。
在一实施例中，基于直流电压、直流电流的判断方法包括：获取LCC换流阀直流电压，判断直流电压的幅值变化率及幅值是否超过对应的预设阈值、直流电流变化率是否超过对应的预设阈值；当直流电压的幅值变化率及幅值均超过对应的预设阈值，且直流电流变化率超过对应的预设阈值，则判定LCC换流阀换相失败。
在一实施例中，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态的过程，包括：增大LCC换流阀的晶闸管的关断角；对预设倍数的VSC换流阀的最大输出无功功率进行第一限幅处理，得到第一无功功率；求取第一无功功率的变化率，并对其进行第二限幅处理，得到第二无功功率；将第二无功功率及VSC换流阀的无功功率的差值进行比例积分处理，将比例积分处理后的差值进行第三限幅处理，得到无功轴电流给定值；基于无功轴电流给定值，对LCC换流阀进行定电流控制。
第二方面，本发明实施例提供一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制系统，包括：晶闸管级判断模块，用于根据LCC换流阀的每个晶闸管的电气参量，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，综合判断每个晶闸管是否换相失败，得到每个晶闸管的判断结果，并依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果；换流阀级判断模块，用于根据LCC换流阀的电气参量，基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对换流阀是否进行换相失败判断，得到多个换流阀级判断结果；综合判断模块，用于当晶闸管级判断结果、多个换流阀级判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则生成LCC换流阀换相失败信号；抑制模块，用于根据LCC换流阀换相失败信号，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态。
第三方面，本发明实施例提供一种计算机设备，包括：至少一个处理器，以及与至少一个处理器通信连接的存储器，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行本发明实施例第一方面的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行本发明实施例第一方面的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的LCC-VSC混合直流换流器的换相失败抑制方法及系统，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法、基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对LCC换流阀的换相失败现象进行综合判断，从而实现将原分散的、零散的检测方法高度集成，从而大大提高了换相失败检测的准确性和快速性，当LCC换流阀换相失败时，同时控制LCC换流阀及VSC换流阀的运行状态，充分发挥VSC系统的快速调节功能，从而能够避免LCC系统发生连续换相失败，避免直流系统由于换相失败导致的系统闭锁。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的换相失败抑制方法的一个具体示例的流程图；
图2为本发明实施例提供的晶闸管换相过程所承受的电压波形；
图3为本发明实施例提供的未换相失败时采样窗口提取的电压波形；
图4为本发明实施例提供的换相失败时采样窗口提取的电压波形；
图5为本发明实施例提供的换相失败后VSC换流阀控制框图；
图6为本发明实施例提供的故障系统模拟图；
图7(a)～图7(d)为本发明实施例提供的未加入换相失败抑制方法的波形；
图8(a)～图8(d)为本发明实施例提供的未加入换相失败抑制方法的波形；
图9为本发明实施例提供的换相失败抑制系统的一个具体示例的流程图；
图10为本发明实施例提供的计算机设备一个具体示例的组成图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本发明实施例提供一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，应用于需要进行快速换相失败判断及抑制的场合，VSC-LCC混合直流换流器由LCC换流阀及VSC换流阀构成，LCC换流阀包括多个主晶闸管及备用晶闸管，如图1所示，抑制方法包括：
步骤S11：根据LCC换流阀的每个晶闸管的电气参量，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，综合判断每个晶闸管是否换相失败，得到每个晶闸管的判断结果，并依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果。
步骤S12：根据LCC换流阀的电气参量，基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对换流阀是否进行换相失败判断，得到多个换流阀级判断结果。
由于LCC换流阀包括大量的晶闸管，故为了实现对LCC换流阀换相失败的快速、准确的识别判断功能，本发明实施例基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，判断LCC换流阀的每个晶闸管是否发生换相失败，且当换相失败的晶闸管的数量多于备用晶闸管的数量时，则判定LCC换流阀换相失败，得到晶闸管级判断结果，此外，还基于多种换流阀级的换相失败判断方法，通过判断LCC换流阀直流侧电气参量、交流侧电气参量是否异常，当异常时则判定换相失败，得到多个换流阀级判断结果。
步骤S13：当晶闸管级判断结果、多个换流阀级判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则生成LCC换流阀换相失败信号。
由于本发明实施例利用多种判断方法判断对LCC换流阀是否换相失败，且多种判断方法中可能会出现判断不准确的情况，故对晶闸管级判断结果及多个换流阀级判断结果进行综合判断，当判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则判断LCC换流阀换相失败，并生成LCC换流阀换相失败信号。
步骤S14：根据LCC换流阀换相失败信号，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态。
本发明实施例中，当LCC换流阀发生换相失败时，对LCC换流阀的每个晶闸管的触发信号进行控制，以增大晶闸管的关断角，同时利用预设倍数的VSC换流阀的最大输出无功功率，得到无功轴电流给定值，并基于无功轴电流给定值，对LCC换流阀进行定电流控制，从而充分发挥VSC换流阀的快速调节功能，避免LCC换流阀发生连续换相失败，避免直流系统由于换相失败导致的系统闭锁。
有益效果
在一具体实施例中，LCC直流换流阀发生换相失败的根本原因在于所采用的晶闸管属于半控型功率器件，不具有可控关断能力。故当流过晶闸管的电流降为零后，必须继续施加一段时间的反偏电压，才能使晶闸管恢复正向电压阻断能力，如果在此段时间内，重新对晶闸管施加正向电压，晶闸管会重新正向导通。换相过程中，从一个晶闸管导通换为另一晶闸管导通，由于回路电感的作用，电流不能突变，需要经历一段时间来完成两个晶闸管之间的电流转换过程。其中退出导通的晶闸管电压电流波形如图2所示。
图2中，当一个晶闸管导通换为另一晶闸管导通时，这段时间对应的角度称为换相角或重叠角(μ)。晶闸管从t2时刻开始承受反向电压，如果在t3时刻前能够恢复正向阻断能力，则换相成功，如果在t3时刻前没能恢复正向阻断能力，则晶闸管重新导通，换相失败。t2～t3时间对应的角度称为关断角(γ)，表征晶闸管承受反偏电压的时间。图中β为越前触发角(或触发超前角)，三者关系如式(1)所示。
β＝μ+γ (1)
关断角γ可以由式(2)计算，其中n为换流变压器变比，Id为直流侧电压，Xc为换相回路等效电抗，UL为交流母线电压，
Figure BDA0003002048370000091
表示交流电压相角偏移。
Figure BDA0003002048370000092
通常认为晶闸管存在最小关断角γmin，表示晶闸管恢复正向阻断能力的最小电角度。最小关断角和交流电压、晶闸管结温和晶闸管本身特性等参数有关。如果实际关断角大于最小关断角，换流阀可以正常换相，如果实际关断角小于最小关断角，就会发生换相失败。
根据换流阀换相失败发生机理，可以将换相失败的原因归纳为如下几类：
1)交流电压异常：交流电压异常是引起换相失败的最常见原因。交流电压为晶闸管关断提供反偏电压，如式(2)所示，如果交流系统故障导致电压降低，关断角也会减小，从而引发换相失败。
2)触发脉冲异常：如果触发电路发生故障，出现触发脉冲丢失、相位变化、能量不足等，会导致晶闸管无法准确及时触发，从而引起换相失败。
3)直流电流增大：暂态过程或直流侧故障都会引起直流电流增大，根据式(2)，关断角也会随之减小，从而引发换相失败。
4)晶闸管故障：如果晶闸管发生故障，无法恢复阻断能力或无法导通，也会引发换相失败。
因此，基于上述内容，本发明实施例的晶闸管级的换相失败判断方法包括：基于关断角测量的换相失败判断方法、基于采样窗口截取电压的换相失败判断方法及基于触发脉冲的换相失败判断方法，换流阀级的换相失败判断方法包括：基于零序电压的判断方法、基于直流电压、直流电流的判断方法。
在一具体实施例中，根据LCC换流器换相失败的基本根源，本发明实施例设置智能化晶闸管级触发监测板来实现对换流阀晶闸管实际关断角的实时测量和触发脉冲信号的实时监测。
具体地，基于关断角测量的换相失败判断方法为：智能触发监测板通过计时得到晶闸管两端承受反向电压到承受正向电压的时间差，计算得到实际关断角。
由于晶闸管阀在正常换相后将会承受正向电压，如果发生换相失败，晶闸管阀恢复导通，其两端电压为零(正向导通压降很小)。利用这一特征，可以通过采集晶闸管阀在换相后一定时刻的电压值，判断是否发生换相失败。因此，本发明实施例的基于采样窗口截取电压的换相失败判断方法包括：获取LCC换流阀的晶闸管触发关断时刻后的晶闸管电压波形，并采用采样窗口方法将晶闸管电压波形提取后，将其与正常换相后的晶闸管相比较，当采样窗口采样不到晶闸管触发关断时候后的正向电压，判定晶闸管换相失败。
本发明实施例的通过对各换流阀晶闸管电压的实时测量在换相后某时刻的阀电压，采用采样窗口的办法将此时的阀电压波形提取出来，与正常换相后的阀电压波形比较，观察其是否换相失败，其中，时间基准点选择为所观测阀导通开始时刻，如图3所示。
图3中，对于某一晶闸管，选定t＝0时刻作为基准后，t＝300-α时刻换相完成，是否换相失败则在于该时刻后该晶闸管是否恢复正向阻断，即该晶闸管电压是否大于通态压降。故如图4所示，若采样窗口能提取出晶闸管关断后电压显示晶闸管未恢复正向阻断，则说明晶闸管换相失败。
具体地，基于触发脉冲的换相失败判断方法包括：获取LCC换流阀的晶闸管的触发脉冲，将晶闸管的触发脉冲与其对应的预设触发脉冲相比较，当二者不同时，判定晶闸管换相失败，其中，若出现触发脉冲丢失、相位变化、能量不足等，则可判定晶闸管换相失败。
由于LCC换流阀包括大量的晶闸管，冗余的晶闸管甚多，且单个门极触发脉冲的故障不足以引起换相失败，因此，当换相失败的晶闸管的数量多于备用晶闸管的数量时，判定LCC换流阀换相失败。
在一具体实施例中，由于LCC换流阀的直流侧电气参量及交流侧电气参量均会导致LCC换流阀换相失败，故本发明实施例利用基于零序电压的判断方法、基于直流电压、直流电流的判断方法，对LCC换流阀进行换流阀级的换相失败判断。
具体地，本发明实施例的基于零序电压的判断方法包括：获取LCC换流阀交流侧三相电压，并将三相电压求和，得到零序电压；判断零序电压的幅值超过预设电压阈值时，则判定LCC换流阀换相失败。
其中，判据可以为：U_DIFF＝|UAC_L1+UAC_L2+UAC_L3|≥0.1×U.p.u，U_DIFF为零序电压，UAC_L1、UAC_L2、UAC_L3为交流侧三相电压，0.1×U.p.u为预设电压阈值。当零序电压超过0.1×U.p.u时，系统就判断为换相失败，需要说明的是预设电压阈值根据实际情况设置，不仅限于0.1×U.p.u。
具体地，本发明实施例的基于直流电压的判断方法包括：获取LCC换流阀直流电压及直流电流，判断直流电压的幅值变化率及幅值是否超过对应的预设阈值、直流电流变化率是否超过对应的预设阈值；当直流电压的幅值变化率及幅值均超过对应的预设阈值，且直流电流变化率超过对应的预设阈值，则判定LCC换流阀换相失败。
具体地，如果直流电压的幅值变化及变化率均超过对应的预设阈值，且电流变化率也超过对应的预设阈值，则判断为线路故障，此时系统就判断为换相失败，判据如式(3)～式(5)所示。
Figure BDA0003002048370000121
Figure BDA0003002048370000122
|Ud|>dUdL_set (5)
其中Ud、Id为直流电压和直流电流，如果直流电压、电流的变化率超过其对应的预设阈值、且电压的幅值大于其对应的预设阈值，就判定LCC换流阀换相失败。
具体地，此外为了排除由于PT、CT断线引起误判，本发明实施例还对换流阀分别进行PT断线判断、CT断线判断。
本发明实施例的PT断线判断包括：(1)求取LCC换流阀三相交流电压之和，当三相电压之和不为零，则判定LCC换流阀发生断线故障、换相失败。(2)判断LCC换流阀三相交流电压的有效值是否低于对应的预设电压阈值、任意一相电流是否大于对应的预设电流阈值、三相电流是否均小于对应的预设电流阈值、系统是否有跳闸位置，当三相交流电压的有效值低于对应的预设电压阈值，且任意一相电流大于对应的预设电流阈值、无跳闸位置，则判定LCC换流阀换相失败，或当三相交流电压的有效值低于对应的预设电压阈值，且三相电流均小于对应的预设电流阈值、无跳闸位置，则判定PT断线。
本发明实施例的CT断线判断包括：判断三相交流差流是否大于对应的预设电流阈值，且差流的负序电流是否满足Id2>α+βId_1st.max(式中，Id2为差流的负序电流，Id_1st.max为三相差流中的基波最大值，α为固定门槛值，β为比例系数。)，当任一相差流大于对应的预设电流阈值、差流的负序电流满足Id2>α+βId_1st.max时，判定CT断线。
综上所述，若LCC换流阀由于发生PT断线及CT断线，而引起其交流侧电气参量的变化，那么则不判定LCC换流阀换相失败。
需要说明的是，本发明实施例不仅限于上述判断LCC换流阀换相失败的方法，还可以包括其它现有技术中判断LCC换流阀换相失败的方法，在此不再赘述。
在一具体实施例中，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀的运行状态及LCC换流阀的过程，包括：
步骤S21：增大LCC换流阀的晶闸管的关断角；对预设倍数的VSC换流阀的最大输出无功功率进行第一限幅处理，得到第一无功功率。
步骤S22：求取第一无功功率的变化率，并对其进行第二限幅处理，得到第二无功功率；
步骤S23：将第二无功功率及VSC换流阀的无功功率的差值进行比例积分处理，将比例积分处理后的差值进行第三限幅处理，得到无功轴电流给定值；
步骤S24：基于无功轴电流给定值，对LCC换流阀进行定电流控制。
具体地，如图5所示，判定LCC换流阀换相失败时，VSC换流阀可提供其最大输出无功功率Qmax的90％(具体数值根据实际情况确定)作为第一无功功率Qref_set，求取第一无功功率Qref_set的最大无功变化率之后，对其进行第二限幅处理，得到第二无功功率Qref，将第二无功功率Qref作为VSC换流阀的直流电压指令信号，第二无功功率Qref与VSC换流阀的无功功率进行比较，将误差经PI调节器计算，经限幅后作为无功轴电流给定值，从而快速实现对故障侧LCC换流阀的交流电压的支撑。
为了验证本发明实施例技术方案的正确性，利用PSCAD软件搭建如图6所示的故障系统模拟图的相关模型，图6中，采用工程典型参数及典型控制策略，即送端高端LCC换流阀定电流、低端的两个VSC换流阀，一个VSC定直流电压控制，接风机的VSC定交流电压和频率控制；受端高端LCC换流阀定电圧控制，低端的两个VSC换流器，一个定直流电压控制，另一个定有功功率控制，本发明实施例设置受端与LCC换流阀相连的交流系统发生A相单相对地故障，故障发生在6秒，持续0.1秒。
图7(a)～图7(d)分别为未加入换相失败抑制方法的故障前交流侧AC线电压、故障后AC线电压、LCC换流阀关断角、VSC换流阀提供的系统无功功率系统波形图，图8(a)～图8(d)分别为加入换相失败抑制方法的系统故障前AC线电压、故障后AC线电压、LCC换流阀关断角、VSC换流阀提供的系统无功功率波形图。
本发明实施例通过对晶闸管实际关断角的测量，交流电压的测量、直流电压及直流电流的测量都快速检测到LCC换流阀的换相失败的信号，通过换相失败信号在1毫秒内发送至控制系统，控制系统在收到此信号快速执行交流电压控制功能和功率阶跃，通过由图7(a)～图7(d)、图8(a)～图8(d)仿真波形可以看出在100毫秒故障时间内，LCC换流阀的实际关断角发生了轻微的变化，但是在晶闸管最小关断角范围之内，LCC换流阀没有发生换相失败，直流功率的震荡也比较小，混合直流实现了对瞬时接地的故障穿越。
通过图7(a)～图7(d)、图8(a)～图8(d)波形对比可以看出，加入换相失败快速检测功能后通过该系统的协调控制，从而避免了交流系统故障导致LCC换流阀换相失败，直流功率发生了轻微的震荡，针对换相失败的快速检测实现了混合直流对交流故障的穿越，保证了直流系统的安全稳定运行。
本发明实施例提供的LCC-VSC混合直流换流器的换相失败抑制方法，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法、基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对LCC换流阀的换相失败现象进行综合判断，从而实现将原分散的、零散的检测方法高度集成，从而大大提高了换相失败检测的准确性和快速性，当LCC换流阀换相失败时，同时控制LCC换流阀及VSC换流阀的运行状态，充分发挥VSC系统的快速调节功能，从而能够避免LCC系统发生连续换相失败，避免直流系统由于换相失败导致的系统闭锁。
实施例2
本发明实施例提供一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制系统，如图9所示，包括：
晶闸管级判断模块1，用于根据LCC换流阀的每个晶闸管的电气参量，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，综合判断每个晶闸管是否换相失败，得到每个晶闸管的判断结果，并依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
换流阀级判断模块2，用于根据LCC换流阀的电气参量，基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对换流阀是否进行换相失败判断，得到多个换流阀级判断结果；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
综合判断模块3，用于当晶闸管级判断结果、多个换流阀级判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则生成LCC换流阀换相失败信号；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
抑制模块4，用于根据LCC换流阀换相失败信号，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态；此模块执行实施例1中的步骤S1所描述的方法，在此不再赘述。
本发明实施例提供的LCC-VSC混合直流换流器的换相失败抑制系统，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法、基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对LCC换流阀的换相失败现象进行综合判断，从而实现将原分散的、零散的检测方法高度集成，从而大大提高了换相失败检测的准确性和快速性，当LCC换流阀换相失败时，同时控制LCC换流阀及VSC换流阀的运行状态，充分发挥VSC系统的快速调节功能，从而能够避免LCC系统发生连续换相失败，避免直流系统由于换相失败导致的系统闭锁。
实施例3
本发明实施例提供一种计算机设备，如图10所示，包括：至少一个处理器401，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，至少一个通信接口403，存储器404，至少一个通信总线402。其中，通信总线402用于实现这些组件之间的连接通信。其中，通信接口403可以包括显示屏(Display)、键盘(Keyboard)，可选通信接口403还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器404可以是高速RAM存储器(Ramdom Access Memory，易挥发性随机存取存储器)，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器404可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器401的存储装置。其中处理器401可以执行实施例1的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。存储器404中存储一组程序代码，且处理器401调用存储器404中存储的程序代码，以用于执行实施例1的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。
其中，通信总线402可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，简称EISA)总线等。通信总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器404可以包括易失性存储器(英文：volatile memory)，例如随机存取存储器(英文：random-access memory，缩写：RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(英文：non-volatile memory)，例如快闪存储器(英文：flash memory)，硬盘(英文：hard diskdrive，缩写：HDD)或固降硬盘(英文：solid-state drive，缩写：SSD)；存储器404还可以包括上述种类的存储器的组合。
其中，处理器401可以是中央处理器(英文：central processing unit，缩写：CPU)，网络处理器(英文：network processor，缩写：NP)或者CPU和NP的组合。
其中，处理器401还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specific integrated circuit，缩写：ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，缩写：PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logic device，缩写：CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(英文：field-programmable gate array，缩写：FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic arraylogic,缩写：GAL)或其任意组合。
可选地，存储器404还用于存储程序指令。处理器401可以调用程序指令，实现如本申请执行实施例1中的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行实施例1的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(HardDisk Drive，缩写：HDD)或固降硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述VSC-LCC混合直流换流器由LCC换流阀及VSC换流阀构成，所述LCC换流阀包括多个主晶闸管及备用晶闸管，所述抑制方法包括：
根据LCC换流阀的每个晶闸管的电气参量，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，综合判断每个晶闸管是否换相失败，得到每个晶闸管的判断结果，并依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果；
根据LCC换流阀的电气参量，基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对换流阀是否进行换相失败判断，得到多个换流阀级判断结果；
当所述晶闸管级判断结果、多个换流阀级判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则生成LCC换流阀换相失败信号；
根据所述LCC换流阀换相失败信号，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态。
2.根据权利要求1所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述晶闸管级的换相失败判断方法包括：基于关断角测量的换相失败判断方法、基于采样窗口截取电压的换相失败判断方法及基于触发脉冲的换相失败判断方法。
3.根据权利要求2所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述基于采样窗口截取电压的换相失败判断方法包括：
获取LCC换流阀的晶闸管触发关断时刻后的晶闸管电压波形，并采用采样窗口方法将晶闸管电压波形提取后，将其与正常换相后的晶闸管相比较，当采样窗口采样不到晶闸管触发关断时候后的正向电压，判定晶闸管换相失败。
4.根据权利要求2所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述基于触发脉冲的换相失败判断方法包括：
获取LCC换流阀的晶闸管的触发脉冲，将晶闸管的触发脉冲与其对应的预设触发脉冲相比较，当二者不同时，判定晶闸管换相失败。
5.根据权利要求1所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果的过程，包括：
当换相失败的晶闸管的数量对于备用晶闸管的数量时，判定LCC换流阀换相失败。
6.根据要求1所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述换流阀级的换相失败判断方法包括：基于零序电压的判断方法、基于直流电压、直流电流的判断方法。
7.根据权利要求6所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述基于零序电压的判断方法包括：
获取LCC换流阀交流侧三相电压，并将三相电压求和，得到零序电压；
判断零序电压的幅值超过预设电压阈值时，则判定LCC换流阀换相失败。
8.根据权利要求6所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，所述基于直流电压、直流电流的判断方法包括：
获取LCC换流阀直流电压，判断直流电压的幅值变化率及幅值是否超过对应的预设阈值、直流电流变化率是否超过对应的预设阈值；
当直流电压的幅值变化率及幅值均超过对应的预设阈值，且直流电流变化率超过对应的预设阈值，则判定LCC换流阀换相失败。
9.根据权利要求1所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法，其特征在于，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀的运行状态及LCC换流阀的过程，包括：
增大LCC换流阀的晶闸管的关断角；对预设倍数的VSC换流阀的最大输出无功功率进行第一限幅处理，得到第一无功功率；
求取第一无功功率的变化率，并对其进行第二限幅处理，得到第二无功功率；
将第二无功功率及VSC换流阀的无功功率的差值进行比例积分处理，将比例积分处理后的差值进行第三限幅处理，得到无功轴电流给定值；
基于所述无功轴电流给定值，对LCC换流阀进行定电流控制。
10.一种VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制系统，其特征在于，包括：
晶闸管级判断模块，用于根据LCC换流阀的每个晶闸管的电气参量，基于多种晶闸管级的换相失败判断方法，综合判断每个晶闸管是否换相失败，得到每个晶闸管的判断结果，并依据每个晶闸管的判断结果，判断换流阀是否换相失败，得到晶闸管级判断结果；
换流阀级判断模块，用于根据LCC换流阀的电气参量，基于多种换流阀级的换相失败判断方法，对换流阀是否进行换相失败判断，得到多个换流阀级判断结果；
综合判断模块，用于当所述晶闸管级判断结果、多个换流阀级判断结果中至少两个判断结果为换流阀换相失败时，则生成LCC换流阀换相失败信号；
抑制模块，用于根据所述LCC换流阀换相失败信号，利用预设晶闸管级抑制方法控制LCC换流阀的运行状态，进行利用预设换流阀级抑制方法控制VSC换流阀及LCC换流阀的运行状态。
11.一种计算机设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-9中任一所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-9中任一所述的VSC-LCC混合直流换流器的换相失败抑制方法。
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