[发明专利]一种换流阀仿真平台及其实现方法

说明书

本发明涉及一种换流阀仿真平台及其实现方法，仿真平台包括三相六脉动桥电路，每相由阀模块串联组成，在每个阀模块中均设有辅助晶闸管阀和受控开关，实现方法包括：通过对影响关断过程的换流阀内部子因素进行实时测量、计算，根据器件测试数据和分散性得到阀的实时临界关断角，将其与实测运行关断角进行比较，在判断会发生换相失败时，模拟相应的阀发生换相失败的过程。本发明为研究分析换流阀内部因素对换相失败的影响和换流阀换相失败特性提供了一种新的研究手段。

技术领域

本发明涉及一种电力电子领域的仿真平台及其实现方法，具体讲涉及一种换流阀仿真平台及其实现方法。

背景技术

换相失败是高压直流输电系统中最常见的故障之一，会导致诸多不良后果。为保证换相成功，要求退出导通的阀从关断到其电压由负变正的过零点的时间能满足其恢复阻断能力的要求，该时间用电角度γ角表示，称为关断角。临界关断角γmin是阀完成关断所必须的最小值。当γ小于临界关断角γmin时，阀会发生换相失败，两者受到换流阀内部多种因素影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种换流阀仿真平台及其实现方法，本发明基于PSCAD搭建仿真平台，通过对阀内部相关影响因素进行实时测量和计算，判断换相失败并模拟相应的换相失败过程，为研究分析换流阀内部因素对换相失败的影响和换流阀换相失败特性提供了一种新的研究手段。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种换流阀仿真平台，其改进之处在于，所述仿真平台包括三相六脉动桥电路，每相由阀模块串联组成，在每个阀模块中均设有辅助晶闸管阀和受控开关。

进一步地，所述三相六脉桥电路的每相均与电压源-电感串联支路连接，设有三个电容器连接在三相六脉桥电路的每相上；所述三个电容器均接地；每个阀模块均并联有受控电阻Ra。

进一步地，所述阀模块包括电容器Czv支路；电阻Rdcv和受控电阻Rmv串联支路；电阻Rdv、电容器Cdv和电感Lmv串联支路；电阻R_Cuv和电感L0v串联支路；电阻R11支路；晶闸管阀-受控开关串联支路以及辅助晶闸管阀Vmm支路；

所述电阻Rdcv和受控电阻Rmv串联支路与电阻Rdv、电容Cdv和电感Lmv串联支路并联后再与电阻R_Cuv和电感L0v串联支路串联；电阻R11支路；晶闸管阀Vm-受控开关Sm串联支路以及辅助晶闸管阀Vmm支路并联；晶闸管阀Vm的阳极以及辅助晶闸管阀Vmm的阳极均连接在电阻Rdcv和受控电阻Rmv之间；电容器C0v的两端分别与晶闸管阀Vm的阳极、辅助晶闸管阀Vmm的阳极以及电容器Czv的一端连接；

所述辅助晶闸管阀Vmm采用Sgmm作为其触发信号。

本发明还提供一种换流阀仿真平台的实现方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

(1)实时测量并计算实时运行关断角γ、晶闸管阀Vm第k周期的电流下降率di/dt、关断前正向通态电流I_F和晶闸管阀结温Tj；

(2)确定晶闸管阀Vm的临界关断角γ_min；

(3)将晶闸管阀的临界关断角γ_min与实时运行关断角γ比较，实时判断晶闸管阀是否会发生换相失败；

(4)当判断晶闸管阀Vm会发生换相失败时，触发相应的辅助晶闸管阀和断开相应的受控开关，模拟换相失败的过程。

进一步地，所述步骤(1)中，通过比较器得到第k周期晶闸管阀Vm电流下降过零时刻，发出关断计时开始脉冲，同理用比较器得到第k周期阀Vm电压由负变正时刻，发出关断计时结束脉冲；将两脉冲之间的时间换算为电角度，即为第k周期晶闸管阀Vm的实时运行关断角γ；