CN115117913A - 一种抑制高压直流换相失败的控制方法及系统 - Google Patents

一种抑制高压直流换相失败的控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

一种抑制高压直流换相失败的控制方法及系统，方法包括：实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压实时模型计算低压限流控制器启动电压，利用关断角模型计算关断角；根据关断角确定换流母线交流电压有效值和直流电流之间的变斜率关系，以变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型；利用低压限流控制器启动电压实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行换相失败控制。避免低压限流控制器启动电压剧烈波动引发连续换相失败；同时利用变斜率低压限流控制器弥补启动电压实时模型在系统需求无功方面的不足。

Description

一种抑制高压直流换相失败的控制方法及系统
技术领域
本发明属于电力系统及其自动化控制技术领域，具体地，涉及一种抑制高压直流换相失败的控制方法及系统。
背景技术
高压直流输电具有输送功率大、功率快速可控且输电损耗低等优点，被广泛运用于跨大区远距离输电及非同步电网互联等场合，有效解决了我国能源中心和负荷中心逆向分布的问题，带来了巨大的经济和社会效益。然而，由于换流站内换流器件采用半控型器件晶闸管，无法通过控制门极使其关断，仅依靠电网电压恢复晶闸管阻断能力，这导致换相失败成为直流输电的典型故障。随着直流输电工程的大量投运，华东地区电网已形成多直流馈入系统，直流输电换相失败给交直流混联电网安全稳定运行带来的影响日益成为值得关注的问题。
作为直流输电系统最常见的故障之一，换相失败与很多因素有关，其中，逆变侧交流系统故障会造成换流母线电压降低，是引起换相失败的主要原因。直流输电首次换相失败一般难以避免，但采取合适的控制措施可以抑制直流输电连续换相失败。对于交直流混联电网，连续多次换相失败会造成直流系统功率传输中断、交流系统传输功率剧烈变化甚至反向，严重威胁电网的安全稳定运行。因此，研究合适的控制方法抑制直流输电连续换相失败，改善直流系统故障恢复特性，具有十分重要的意义。
现有技术中，对于直流输电系统而言，在不追加额外的硬件设备投资的前提下，合理的优化已有的控制系统是不二选择。低压限流控制器作为直流控制系统抑制换相失败的重要控制部分，其功能仍需要进一步提升，其控制系统需要进一步优化。现存的成果较少从低压限流控制器启动电压和改变低压限流控制器数学模型联合运行的角度考虑，更多的是集中在优化低压限流控制器与其他控制环节的参数。低压限流控制器的启动电压剧烈波动且持续时间较长和采用的数学模型不合理是是造成后续换相失败的重要原因。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种抑制高压直流换相失败的控制方法及系统，针对现有技术中存在的问题，利用实时测量的换流母线交流电压的有效值建立低压限流控制器启动电压实时模型，采用自适应变斜率低压限流控制器模型修正现有技术中低压限流控制器启动电压与直流电流指令之间的线性静态恢复关系，最后使用低压限流控制器启动电压实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合替代现有技术中的低压限流控制器模型。
本发明采用如下的技术方案。
本发明一方面提出了一种抑制高压直流换相失败的控制方法，包括：
步骤1，实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流；
步骤2，建立低压限流控制器启动电压的实时模型；基于实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
步骤3，建立关断角模型；利用实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用关断角模型计算得到关断角；
步骤4，根据晶闸管换相过程和换相失败的标准，根据关断角确定换流母线交流电压的有效值和直流电流之间的自适应变斜率关系，以自适应变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型；
步骤5，利用低压限流控制器启动电压的实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行抑制高压直流换相失败的控制。
优选地，步骤2中，低压限流控制器启动电压的实时模型满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000021
式中，
Uvdc为低压限流控制器启动电压，
Ei为逆变侧换流母线交流电压的有效值，
N为换流器级联数目，
γ0为额定关断角，
Ti为换流变压器变比，
UdN、IdN分别为额定直流电压与额定直流电流，
Idi为直流电流，
Rci为逆变侧等效换相电阻，
Rv为补偿电阻。
优选地，步骤3中，关断角模型满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000031
式中，
α为逆变侧换流器延迟触发角，
Lc为换流电感，
ω为逆变侧换流母线线电压相角。
优选地，步骤4中，晶闸管换相过程中需要完成载流子复合，时长为400μs，折合为7o电角度，换相失败的标准是当关断角γ小于10o电角度时发生换相失败。
优选地，步骤4中，自适应变斜率低压限流控制器模型满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000032
式中，
Iord为低压限流控制器输出的直流电流指令，
Uvdc为低压限流控制器启动电压，
UH为直流电压的上限值。
优选地，在高压直流换相失败标准测试模型中，UH取值为0.9。
优选地，在自适应变斜率低压限流控制器模型中，低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的比值大于等于0且小于等于2.26。
优选地，步骤5包括：
步骤5.1，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
步骤5.2，采用步骤5.1计算得到的低压限流控制器启动电压，利用自适应变斜率低压限流控制器模型得到低压限流控制器输出的直流电流指令；
步骤5.3，利用步骤5.1计算得到的低压限流控制器启动电压和步骤5.2计算得到的低压限流控制器输出的直流电流指令，作为抑制高压直流换相失败的控制信号。
本发明另一方面还提出了一种抑制高压直流换相失败的控制系统，用于实现抑制高压直流换相失败的控制方法；控制系统包括：采集模块，启动电压实时计算模块，自适应变斜率低压限流控制器模块。
采集模块，用于实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流；
启动电压实时计算模块，用于基于实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
自适应变斜率低压限流控制器模块包括：关断角单元和自适应变斜率单元；其中，关断角单元，用于利用实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用关断角模型计算得到关断角；自适应变斜率单元，用于根据关断角确定换流母线交流电压和直流电流之间的自适应变斜率关系，以自适应变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型；
控制系统，利用低压限流控制器启动电压的实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行抑制高压直流换相失败的控制。
优选地，控制系统，用于利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；采用计算得到的低压限流控制器启动电压，利用自适应变斜率低压限流控制器模型得到低压限流控制器输出的直流电流指令；利用计算得到的低压限流控制器启动电压和低压限流控制器输出的直流电流指令，作为抑制高压直流换相失败的控制信号。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，
1、采用本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法，能够避免因为低压限流控制器启动电压的剧烈波动而导致的高压直流输电系统发生连续换相失败；
2、采用本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法，还能够避免因为低压限流控制器启动电压剧烈波动而导致的频繁发出直流电流指令，有效缓解了换流阀的负担，降低了换流阀的损耗，进一步避免了因为频繁的直流电流指令而导致的换流阀不能完成换相而引发的换相失败；
3、本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法中，利用低压限流控制器启动电压实时模型弥补变斜率低压限流控制器的不足，有利于变斜率低压限流控制器对直流电流指令的剧烈波动进行抑制，从而实现在系统故障期间发出较为平稳的直流电流指令；
4、本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法中，实现了不同工况下的变斜率低压限流控制器与低压限流控制器启动电压实时模型之间的动态交互，为抑制换相失败提供了理论基础；
5、本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法中，利用变斜率低压限流控制器弥补低压限流控制器启动电压实时模型在系统需求无功方面的不足，当换相失败发生初期，直流电压迅速跌落且较小，并且交流系统不能提供充足的无功功率，此时直流电流恢复速率较慢；在换相失败后期，直流电压恢复至较高值时，此时系统能够提供充足的无功功率时，直流电流恢复速率较快。
附图说明
图1是本发明提出的一种抑制高压直流换相失败的控制方法；
图2是本发明实施例中6脉动变流器的接线示意图；
图2中的附图标记说明如下：
1-第一换流阀；2-第二换流阀；3-第三换流阀；4-第四换流阀；5-第五换流阀；6-第六换流阀；Idi-直流电流；ia-交流A相电流；ib-交流B相电流；ic-交流C相电流；Ua-交流A相电压；Ub-交流B相电压；Uc-交流C相电压；Lc- 换流电感；Ti-换流变压器变比。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
本发明一方面提出了一种抑制高压直流换相失败的控制方法，通过实时计算电压与变斜率低压限流控制器协调运行，优化常规变斜率低压限流控制器存在的不足，能够较好地抑制高压直流输电后续换相失败次数。
如图1所示，控制方法包括：
步骤1，实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流。
正常运行下，换流母线交流电压的有效值需要一个周期内的数据可计算得到。相关的研究成果认为首次换相失败距离第二次换相失败的时间间隔是大于一个交流周期的，因此故障后的换流母线交流电压的有效值也是可以准确得到的。
步骤2，建立低压限流控制器启动电压的实时模型；基于实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压。
优选地，步骤2中，低压限流控制器启动电压的实时模型满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000061
式中，
Uvdc为低压限流控制器启动电压，
Ei为逆变侧换流母线交流电压的有效值，
N为换流器级联数目，
γ0为额定关断角，
Ti为换流变压器变比，
UdN、IdN分别为额定直流电压与额定直流电流，
Idi为直流电流，
Rci为逆变侧等效换相电阻，
Rv为补偿电阻。
将实际测量的直流电流和逆变侧换流母线交流电压有效值代入到低压限流控制器启动电压的实时模型中便可得到实时的低压限流控制器启动电压。当逆变侧换流器发生换相失败时，实际测量得到的直流电压变化幅度大且剧烈波动，从而导致发出的直流电流指令剧烈波动，易造成后续的换相失败以及系统失稳。因此本发明提出使用实时测量的逆变侧换流母线交流电压计算直流电压的方法用以弥补常规方法的不足。
根据低压限流控制器启动电压的实时模型可知，当直流系统处于正常运行状态时，由实际测量得到的低压限流控制器启动电压与低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到的启动电压值是一致的。当直流系统发生故障时，由于系统存在的各种电感(平波电抗器)与电容(滤波电容)器件等，会使逆变侧换流母线交流电压有效值和实际测量的直流电流变化较为缓慢，因此经过实时计算得到的低压限流控制器启动电压变化也较为平缓，所以在一定程度上能够抑制换相失败的发生。采用本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法，能够避免因为低压限流控制器启动电压的剧烈波动而导致的高压直流输电系统发生连续换相失败。
采用本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法，还能够避免因为低压限流控制器启动电压剧烈波动而导致的频繁发出直流电流指令，有效缓解了换流阀的负担，降低了换流阀的损耗，进一步避免了因为频繁的直流电流指令而导致的换流阀不能完成换相而引发的换相失败。
高压直流输电系统中，低压限流控制器作为直流控制系统抑制换相失败的重要控制部分，当低压限流控制器启动电压剧烈波动且持续时间较长会造成后续换相失败，通过对电网换相型变流器正常换相过程的分析可知，采用的低压限流控制器数学模型不合理是造成高压直流输电系统后续换相失败的重要原因。
本发明实施例中，考虑高压直流输电的连续换相失败基本发生在直流输电系统的受端，因此以逆变侧的低压限流控制器作为分析对象，研究低压限流控制器的数学模型作用机理以及作用过程。由于逆变侧换流母线电压和直流系统电压电流互相影响，直流系统控制环节输出量触发角指令随着输入量直流电压和电流的变化而变化，触发角指令的改变反过来又会直接影响直流电压和电流，间接影响逆变侧换流母线电压，但逆变侧换流母线电压主要由逆变侧交流系统故障的严重程度决定。由于有受端交流电网的支撑作用，相较逆变侧直流电压而言，逆变侧换流母线电压在直流输电换相失败后变化缓慢。
高压直流输电的常规低压限流控制器模型采用的是静态线性数学模型，电压限流控制器启动电压和输出的直流电流指令Iord的关系可以用Iord＝f(Uvdc)表示，满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000081
式中，
Iord为低压限流控制器输出的直流电流指令，
Uvdc为低压限流控制器的启动电压，
UL为直流电压的下限值，
UH为直流电压的上限值，
Uvdc为直流电压，
Imin为直流电压的下限值对应的电流值，
Imax为直流电压的上限值对应的电流值。
本发明实施例中，采用的高压直流输电换相失败的标准测试模型中，UL取值为0.4，Imin取值为0.55，UH取值为0.9，Imax取值为1。单位均为标幺值。
常规的低压限流控制器启动电压计算方法是基于直流线路中点的直流电压，采用该种方法主要是为了抑制低压限流控制器过早进入低压限流控制器。低压限流控制器启动电压满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000082
式中，
Uvdc为低压限流控制器启动电压，
Udi、Idi分别为直流电压与直流电流，
UdN、IdN分别为额定直流电压与直流电流，
Rv为补偿电阻；
同时，逆变侧无相控理想空载直流电压Udoi满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000091
式中，
Ei为逆变侧换流母线线电压有效值，
N为6脉动换流器级联数目。
逆变侧换流器主要采用的是额定关断角γ0控制，逆变侧关断角等于额定关断角，即γ＝γ0，因此逆变侧出口直流电压满足如下关系式：
Udi＝Udoicosγ0-NIdiRci…………(4)
式中，
Idi为直流电流，
Rci为逆变侧等效换相电阻。
步骤3，建立关断角模型；利用实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用关断角模型计算得到关断角。
本发明实施例中以12脉动换流器为对象进行换相过程建模分析，其中换流器以如图2所示的两个6脉动变流器级联得到。
从图2可以看出，当通过第六换流阀6的直流电流Idi保持不变时，通过第五换流阀5的直流电流逐渐减小，而通过第一换流阀1的直流电流逐渐增大。若使换流器正常进行换相，需要满足换流母线a相电压Ua大于换流母线c相电压 Uc。同时，反向线电压作用时间大于阀自身去游离所需时间和换相所需时间之和。根据KVL可知换相方程为
Figure BDA0003686948940000092
式中，
Ti为换流变压器变比，
Ua、Uc分别为换相a相电压、换相c相电压，
Lc为换流电感，
ia、ic分别为交流a相电流、交流c相电流；
由于Idi＝ic+ia，并且
Figure BDA0003686948940000101
可得如下关系式：
Figure BDA0003686948940000102
Figure BDA0003686948940000103
式中，Uac为换流母线线电压；
由于每一个阀的换相角均相同，因此存在以下关系式：
Figure BDA0003686948940000104
式中，
E为换流母线线电压有效值，
ω为换流母线线电压相角；
对关系式(7)两侧进行积分可得如下关系式：
Figure BDA0003686948940000105
式中，k为积分过程产生的常数；
当开始换相时，第一换流阀1收到触发脉冲处于导通状态，通过第一换流阀 1的直流电流逐渐增大，满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000106
式中，α为逆变侧换流器延迟触发角；
当换相完成时，通过第一换流阀1的直流电流Idi满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000107
式中，γ为关断角。
以如下关系式计算关断角：
Figure BDA0003686948940000111
式中，Ei为逆变侧换流母线线电压有效值；
并且满足如下关系式：
α+μ+γ＝π…………(13)
β＝μ+γ…………(14)
式中，μ为换相重叠角，β为逆变侧换流器的超前触发角；
由于晶闸管换相过程中需要完成载流子复合，时间时长约为400μs(约为 7o电角度)，考虑一系列误差，当γ小于10o就认为符合换相失败的标准。
根据关断角的计算关系式可知，由于变比和换相电抗是固定的，在α保持不变的情况下，只有实际测量的直流电流Idi和逆变侧换流母线线电压有效值Ei的比值或者斜率会对关断角γ产生影响。直流电流Idi和逆变侧换流母线线电压有效值Ei的比值过大导致关断角γ过小是造成关断角较小主要原因。换相失败的本质是关断角γ小于固有的极限值γmin，也就是直流电流Idi和逆变侧换流母线线电压有效值Ei的比值过大导致关断角γ过小,从而导致换相失败，因此采用变斜率低压限流控制环节。
步骤4，根据晶闸管换相过程和换相失败的标准，根据关断角确定换流母线交流电压的有效值和直流电流之间的自适应变斜率关系，以自适应变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型。
构造的自适应变斜率低压限流控制器遵循了“当换相失败发生初期，直流电压迅速跌落且较小，并且交流系统不能提供充足的无功功率，此时直流电流恢复速率应该较慢。在换相失败后期，直流电压恢复至较高值时，此时系统能够提供充足的无功功率时，直流电流恢复速率应该较快”的原则。自适应变斜率低压限流控制器模型满足如下关系式：
Figure BDA0003686948940000121
值得注意的是，本发明实施例中采用的数学模型符合上述原则，本领域技术人员在分析其他函数模型时也可按照上述原则进行分析，包括但不限于：指数函数、反三角函数模型等。
本发明实施例中，当直流电压在较低水平时，例如低压限流控制器启动电压为0.67p.u，根据低压限流控制器模型可知此时低压限流控制器输出的直流电流指令为0.793p.u。而根据自适应变斜率低压限流控制器模型可知低压限流控制器启动电压为0.67p.u时低压限流控制器输出的直流电流指令为0.695p.u。此时直流电流指令较小可以较少地从交流系统吸收无功功率，有利于促进换流母线交流电压的恢复。传统的低压限流控制器模型的直流电流指令与启动电压之间的比值或者斜率是定值，例如CIGRE HVDC标准测试模型低压限流控制器的直流电流指令与启动电压之间的比值是0.9，不能够自适应地促进直流故障系统恢复。而本发明所提出的自适应变斜率低压限流控制器模型中的启动电压与直流电流指令之间的比值根据自适应变斜率低压限流控制器模型可知是在0至2.26之间动态变化，因此本发明将低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的电流指令之间的静态恢复关系修正为变斜率控制，以使低压限流控制器能够更好地促进故障系统恢复，缩短整个故障系统的恢复时长。
步骤5，利用低压限流控制器启动电压的实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行抑制高压直流换相失败的控制。
无论低压限流控制器采用何种数学模型，都不能较好的抑制启动电压的剧烈波动，这是变斜率低压限流控制器需要与实时计算启动电压控制方法结合的重要原因。实时计算低压限流控制器启动电压的控制方法能够较大程度上弥补变斜率低压限流控制器启动电压的不足，这是该方法的最大的优势所在。若仅是将实时计算启动电压控制方法与常规的低压限流控制器相结合虽然也可以在一定程度上抑制换相失败，但是常规低压限流控制器相较于变斜率低压限流控制器对于严重程度较轻的交流故障不敏感，同时也不能根据直流电压变化情况动态调整直流电流的变化率，不利于故障系统缩短故障恢复时间。
虽然变斜率低压限流控制器与常规的低压限流控制器均存在较晚进入低压限流控制器的不足，但是变斜率低压限流控制器由于在额定直流电压以下均是采用曲线模型，而并非线性模型，较晚进入低压限流控制器的不足不如常规低压限流控制器明显。综上分析这是本文将实时计算低压限流控制器启动电压与自适应变斜率低压限流控制器相结合的原因。
具体地，步骤5包括：
步骤5.1，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
步骤5.2，采用步骤5.1计算得到的低压限流控制器启动电压，利用自适应变斜率低压限流控制器模型得到低压限流控制器输出的直流电流指令；
本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法中，利用低压限流控制器启动电压实时模型弥补变斜率低压限流控制器的不足，有利于变斜率低压限流控制器对直流电流指令的剧烈波动进行抑制，从而实现在系统故障期间发出较为平稳的直流电流指令。
步骤5.3，利用步骤5.1计算得到的低压限流控制器启动电压和步骤5.2计算得到的低压限流控制器输出的直流电流指令，作为抑制高压直流换相失败的控制信号。
本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法中，利用变斜率低压限流控制器弥补低压限流控制器启动电压实时模型在系统需求无功方面的不足，当换相失败发生初期，直流电压迅速跌落且较小，并且交流系统不能提供充足的无功功率，此时直流电流恢复速率较慢；在换相失败后期，直流电压恢复至较高值时，此时系统能够提供充足的无功功率时，直流电流恢复速率较快。
本发明提出的抑制高压直流换相失败的控制方法中，实现了不同工况下的变斜率低压限流控制器与低压限流控制器启动电压实时模型之间的动态交互，为抑制换相失败提供了理论基础。
本发明另一方面还提出了一种抑制高压直流换相失败的控制系统，用于实现抑制高压直流换相失败的控制方法；控制系统包括：采集模块，启动电压实时计算模块，自适应变斜率低压限流控制器模块。
采集模块，用于实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流；
启动电压实时计算模块，用于基于实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
自适应变斜率低压限流控制器模块包括：关断角单元和自适应变斜率单元；其中，关断角单元，用于利用实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用关断角模型计算得到关断角；自适应变斜率单元，用于根据关断角确定换流母线交流电压和直流电流之间的自适应变斜率关系，以自适应变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型；
控制系统，利用低压限流控制器启动电压的实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行抑制高压直流换相失败的控制。
优选地，控制系统，用于利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；采用计算得到的低压限流控制器启动电压，利用自适应变斜率低压限流控制器模型得到低压限流控制器输出的直流电流指令；利用计算得到的低压限流控制器启动电压和低压限流控制器输出的直流电流指令，作为抑制高压直流换相失败的控制信号。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
所述控制方法包括：
步骤1，实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流；
步骤2，建立低压限流控制器启动电压的实时模型；基于实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
步骤3，建立关断角模型；利用实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用关断角模型计算得到关断角；
步骤4，根据晶闸管换相过程和换相失败的标准，根据关断角确定换流母线交流电压的有效值和直流电流之间的自适应变斜率关系，以自适应变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型；
步骤5，利用低压限流控制器启动电压的实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行抑制高压直流换相失败的控制。
2.根据权利要求1所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
步骤2中，低压限流控制器启动电压的实时模型满足如下关系式：
Figure FDA0003686948930000011
式中，
Uvdc为低压限流控制器启动电压，
Ei为逆变侧换流母线交流电压的有效值，
N为换流器级联数目，
γ0为额定关断角，
Ti为换流变压器变比，
UdN、IdN分别为额定直流电压与额定直流电流，
Idi为直流电流，
Rci为逆变侧等效换相电阻，
Rv为补偿电阻。
3.根据权利要求2所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
步骤3中，关断角模型满足如下关系式：
Figure FDA0003686948930000021
式中，
α为逆变侧换流器延迟触发角，
Lc为换流电感，
ω为逆变侧换流母线线电压相角。
4.根据权利要求1所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
步骤4中，晶闸管换相过程中需要完成载流子复合，时长为400μs，折合为7o电角度，换相失败的标准是当关断角γ小于10o电角度时发生换相失败。
5.根据权利要求4所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
步骤4中，自适应变斜率低压限流控制器模型满足如下关系式：
Figure FDA0003686948930000022
式中，
Iord为低压限流控制器输出的直流电流指令，
Uvdc为低压限流控制器启动电压，
UH为直流电压的上限值。
6.根据权利要求5所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
在高压直流换相失败标准测试模型中，UH取值为0.9。
7.根据权利要求5所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
在自适应变斜率低压限流控制器模型中，低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的比值大于等于0且小于等于2.26。
8.根据权利要求1所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，其特征在于，
步骤5包括：
步骤5.1，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
步骤5.2，采用步骤5.1计算得到的低压限流控制器启动电压，利用自适应变斜率低压限流控制器模型得到低压限流控制器输出的直流电流指令；
步骤5.3，利用步骤5.1计算得到的低压限流控制器启动电压和步骤5.2计算得到的低压限流控制器输出的直流电流指令，作为抑制高压直流换相失败的控制信号。
9.一种抑制高压直流换相失败的控制系统，用于实现权利要求1至8任一项所述的抑制高压直流换相失败的控制方法，所述控制系统包括：采集模块，启动电压实时计算模块，自适应变斜率低压限流控制器模块，其特征在于，
采集模块，用于实时测量换流母线交流电压的有效值和直流电流；
启动电压实时计算模块，用于基于实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；
自适应变斜率低压限流控制器模块包括：关断角单元和自适应变斜率单元；其中，关断角单元，用于利用实时测量的换流母线交流电压的有效值和直流电流，利用关断角模型计算得到关断角；自适应变斜率单元，用于根据关断角确定换流母线交流电压和直流电流之间的自适应变斜率关系，以自适应变斜率关系修正低压限流控制器启动电压与低压限流控制器输出的直流电流指令之间的静态恢复关系，得到自适应变斜率低压限流控制器模型；
所述控制系统，利用低压限流控制器启动电压的实时模型和自适应变斜率低压限流控制器模型联合进行抑制高压直流换相失败的控制。
10.根据权利要求9所述的抑制高压直流换相失败的控制系统，其特征在于，
所述控制系统，用于利用低压限流控制器启动电压的实时模型计算得到低压限流控制器启动电压；采用计算得到的低压限流控制器启动电压，利用自适应变斜率低压限流控制器模型得到低压限流控制器输出的直流电流指令；利用计算得到的低压限流控制器启动电压和低压限流控制器输出的直流电流指令，作为抑制高压直流换相失败的控制信号。
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