[发明专利]一种换流阀换相失败的预判方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预判方法，具体涉及一种换流阀换相失败的预判方法。

背景技术

电力电子技术经过了20世纪70～80年代的晶闸管阀时期，使直流输电得到了大发展，并在大电网互联方面展现了更多优势，传统的纯交流电网已发展成为交直流混合电网；采用晶闸管作为换相元件的常规电网换相高压直流输电（Line-Commutated-Converter High Voltage Direct Current，LCC-HVDC）以其大容量远距离输电、有功功率快速可控等特点在世界范围内得到了快速的发展。

换流站的换相失败（Commutation Failure，CF）和直流线路故障是直流系统较为常见的故障形式。当电网发生故障或三相严重不对称时，会导致交流母线电压下降，线电压过零点可能提前，LCC-HVDC阀臂的换流重叠角将增大，关断角将减小，有可能导致换相失败。换相失败的发生严重限制了直流系统传输功率，使得传输功率从正常值突然下降到很小的值甚至是零，为整个交直交系统带来巨大的扰动。

导致换相失败的原因主要是逆变侧发生接地或相间短路故障、交流母线电压降低、直流电流突然上升等，另外,晶闸管故障和触发系统异常也可能导致换相失败。

在国外，同一公司的直流输电技术装置的控制保护平台基本都是采用一种共性平台的方式，针对不同类型的直流工程要求而使用相应的控制保护模块，而其控制保护平台的体系与结构基本保持不变。ABB，SIEMENS等作为国际上少数可以完整对直流输电控制保护系统设计制造的公司，国内目前采用的控制保护系统也主要采用以上两个公司的方案，而国内对HVDC系统故障时的控制保护策略研究的相对薄弱；并且ABB提出的换相失败预判方法只能判断出交流侧故障的发生，不能判断出此次故障能否导致换相失败。为预防换相失败首先需要对换相失败进行预判，因此换相失败的预判方法成为预防换相失败的首要研究对象。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种换流阀换相失败的预判方法，可以准确判断出由逆变侧交流系统故障或直流系统过载等常见原因导致的换相失败，为预防换相失败提供信息。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种换流阀换相失败的预判方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：计算逆变侧交流电流电压幅值标幺值和直流电流标幺值；

步骤2：计算逆变侧换流阀的触发角上限；

步骤3：预判是否发生换相失败。

所述步骤1中，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：测量逆变侧交流电流线电压幅值U_L和工作条件下的直流电流瞬时值I_d；

步骤1-2：逆变侧交流电流电压幅值标幺值和直流电流标幺值分别用和表示，分别表示为：

UL*=UL/ULN---(1)]]>

Id*=Id/IdN---(2)]]>

其中，U_LN为额定线电压幅值，I_dN为额定直流电流值。

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2-1：计算额定工作条件下的换流阀换相所需的换相面积；

步骤2-2：计算当前工作条件下换相所需的换相面积；

步骤2-3：计算逆变侧换流阀的触发角上限。