直流输电系统的控制方法和装置与流程

本发明涉及直流输电，具体涉及一种直流输电系统的控制方法和一种直流输电系统的控制装置。

背景技术：

1、高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点，广泛应用于西电东送和区域电网互联，交直流混联已成为我国电网的重要特征。目前，绝大部分直流输电工程采用由晶闸管组成的换流器，通过电网实现换相。由于晶闸管为半控型器件，不具备关断能力，导致换相失败成为直流输电常见故障之一。据统计，2017年1月-9月，华东电网因交流系统故障引起的直流输电换相失败便多达20次。换相失败将造成直流电压、电流、功率等电气量剧烈变化，冲击交流系统，缩短换流阀运行寿命。直流输电首次换相失败后，直流控制系统便迅速对整流侧和逆变侧两侧换流器触发角进行调节，以尽快恢复系统运行。如果直流控制系统调节不当，再发生一次或多次后续换相失败，可能导致直流闭锁，造成大范围停电，严重威胁交直流混联电网的安全稳定运行。

2、直流输电后续换相失败与直流控制系统关系密切，系统在直流输电首次换相失败后便对整流侧和逆变侧两侧触发角指令值进行快速调节，如果调节不当，将增加后续换相失败概率。目前，对于后续换相失败的研究并未深入分析产生机理，并从产生机理的角度出发提出相应的抑制措施。

3、截止到目前为止，现有技术的缺陷和不足主要表现在以下方面：

4、一、直流输电首次换相失败的产生机理和抑制措施已有较为深入的研究，但是对于后续换相失败，现有研究大多仅从故障后交直流系统电气量暂态响应特征入手进行分析，进而提出相应的抑制措施，并未深入研究后续换相失败的产生机理。

5、二、直流控制系统配合不当，将造成后续换相失败。大部分文献仅对电流偏差控制进行研究，并未深入分析逆变侧定电流控制和定关断角控制两个控制逻辑各自对后续换相失败的影响。

技术实现思路

1、本发明为解决上述技术问题，提供了一种直流输电系统的控制方法和装置，能够有效抑制直流输电系统后续换相失败，成本较低，且易于实现。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种直流输电系统的控制方法，包括以下步骤：获取所述直流输电系统中电流裕度与逆变侧关断角之间的关系；获取当前逆变侧关断角测量值；根据所述逆变侧关断角测量值动态调节所述电流裕度，以使所述直流输电系统换相失败的概率最小；根据所述电流裕度对所述直流输电系统进行控制。

4、所述电流裕度和所述逆变侧关断角测量值之间的关系为：

5、

6、其中，γm为所述逆变侧关断角测量值，δγ为所述逆变侧关断角测量值的下降值，δim为电流浴度，ω为交流系统角频率，eil为逆变侧换流变交流母线侧线电压有效值，lic为逆变侧换流变每相漏电感，ti为逆变侧换流变变比，idn为直流系统额定电流。

7、为避免后续换相失败，γm-δγ须大于0，即所述逆变侧关断角测量值满足：

8、

9、在满足所述逆变侧关断角测量值的前提下，动态调节所述电流裕度使所述电流裕度取最大值。

10、一种直流输电系统的控制装置，包括：第一获取模块，所述第一获取模块用于获取所述直流输电系统的逆变侧定电流控制输出的越前触发角的计算公式；第二获取模块，所述第二获取模块用于当前逆变侧关断角测量值；调节模块，所述调节模块用于根据所述逆变侧关断角测量值动态调节所述电流裕度，以使所述直流输电系统换相失败的概率最小；控制模块，所述控制模块用于根据所述电流裕度对所述直流输电系统进行控制。

11、所述电流裕度和所述逆变侧关断角测量值之间的关系为：

12、

13、其中，γm为所述逆变侧关断角测量值，δγ为所述逆变侧关断角测量值的下降值，δim为电流浴度，ω为交流系统角频率，eil为逆变侧换流变交流母线侧线电压有效值，lic为逆变侧换流变每相漏电感，ti为逆变侧换流变变比，idn为直流系统额定电流。

14、为避免后续换相失败，γm-δγ须大于0，即所述逆变侧关断角测量值满足：

15、

16、在满足所述逆变侧关断角测量值的前提下，动态调节所述电流裕度使所述电流裕度取最大值。

17、本发明的有益效果：

18、本发明通过获取直流输电系统中电流裕度和逆变侧关断角之间的关系，并根据逆变侧关断角测量值动态调节电流裕度，以使直流输电系统换相失败的概率最小，从而根据电流裕度对直流输电系统进行控制，由此，能够有效抑制直流输电系统后续换相失败，成本较低，且易于实现。

技术特征：

1.一种直流输电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的直流输电系统的控制方法，其特征在于，所述电流裕度和所述逆变侧关断角测量值之间的关系为：

3.根据权利要求2所述的直流输电系统的控制方法，其特征在于，为避免后续换相失败，γm-δγ须大于0，即所述逆变侧关断角测量值满足：

4.根据权利要求3所述的直流输电系统的控制方法，其特征在于，在满足所述逆变侧关断角测量值的前提下，动态调节所述电流裕度使所述电流裕度取最大值。

5.一种直流输电系统的控制装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的直流输电系统的控制装置，其特征在于，所述电流裕度和所述逆变侧关断角测量值之间的关系为：

7.根据权利要求6所述的直流输电系统的控制装置，其特征在于，为避免后续换相失败，γm-δγ须大于0，即所述逆变侧关断角测量值满足：

8.根据权利要求7所述的直流输电系统的控制装置，其特征在于，在满足所述逆变侧关断角测量值的前提下，动态调节所述电流裕度使所述电流裕度取最大值。

技术总结
本发明提供一种直流输电系统的控制方法和装置，其中，所述方法包括以下步骤：获取所述直流输电系统中电流裕度与逆变侧关断角之间的关系；获取当前逆变侧关断角测量值；根据所述逆变侧关断角测量值动态调节所述电流裕度，以使所述直流输电系统换相失败的概率最小；根据所述电流裕度对所述直流输电系统进行控制。本发明能够有效抑制直流输电系统后续换相失败，成本较低，且易于实现。

技术研发人员：李瑞鹏
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司常州供电分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14