[发明专利]一种同塔双回直流输电系统周期性换相失败的防御方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输配电技术领域的方法，具体涉及一种同塔双回直流输电系统周期性换相失败的防御方法。

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。

换相失败是采用半控元件晶闸管组成的换流器处于逆变工作状态的一种常见的瞬时故障过程，逆变站近区发生交流系统故障，直流系统发生瞬时换相失败难以避免。目前同塔架设的林枫直流输电工程中，采用的电压跌落法检测换相失败的启动时间较慢不能有效避免直流换相失败，另外由于整流站直流控制中瞬时电流控制导致换相是恢复过程中直流过冲，易引发周期性换相失败，换相失败造成直流闭锁的风险明显提高。

因此，为了提高同塔架设直流输电工程运行的可靠性，需要提供一种新的同塔双回直流输电系统周期性换相失败的防御方法，防止直流输电系统发生周期性换相失败，避免发生直流闭锁事故。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种同塔双回直流输电系统周期性换相失败的防御方法，该方法可以有效防止直流输电系统发生周期性换相失败，避免发生直流闭锁事故。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种同塔双回直流输电系统周期性换相失败的防御方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：

I、逆变站根据网侧三相交流电压瞬时值确定电压幅值下降速度；

II、运用正余弦分量检测法和零序电压法判别网侧电压的变化；

III、运用关断角逻辑法确定关断角增加值和关断角返回时间常数，通过关断角控制器减小触发角；

IV、整流站在换相失败故障恢复过程中投入瞬时电流控制。

进一步的，所述步骤I包括以下步骤：

S101、根据网侧三相交流电压的相电压瞬时值确定相电压幅值；

S102、稳态时交流电压为正弦波，通过移相90度确定对应时刻交流电压所对应的余弦值，根据三角函数关系确定交流电压的幅值U_a、U_b、U_c；

S103、比较当前时刻所述交流电压的幅值，获得交流电压幅值中的最小值U_min；

S104、将当前时刻与上一时刻的所述电压幅值中的最小值作差，差值乘以与计算周期的时间系数，取反，获得电压幅值下降速度。

进一步的，所述步骤II包括以下步骤：

S201、根据网侧单相交流电压的相电压瞬时值分解为正余弦分量

v＝|v|cos(θ+ψ)＝acosθ+bsinθ      （1）

式中，θ为旋转参考坐标，且ω＝dθ/dt，ω为正弦电压的角频率，ψ为相角，a和b分别为cosθ和sinθ的幅值；

根据上式（1）确定|v|如下式（2）和（3）；

|v|=a2+b2---(2)]]>

ψ＝tan^-1(b/a)        （3）

根据上式（2）和（3）确定a和b如下式（4）和（5）：

a＝vcosθ-v'sinθ       （4）

b＝vsinθ+v'cosθ       (5)

式中，v表示正余弦分量；v'表示正余弦分量v对t的求导，v'＝-asinθ+bcosθ；

S202、根据网侧三相交流电压的相电压瞬时值u_a、u_b、u_c确定零序电压u₀：