[实用新型]改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统控制运行保护技术，特别涉及一种改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路。

背景技术

交流系统发生故障时可引发直流换流器换相失败(熄弧角小于7°)，导致功率传输中断。通常直流系统输送的有功功率和消耗的无功功率都很大，因此改善交流故障后直流系统的恢复性能对维系交直流大电网的安全稳定运行具有重要意义，而优化控制系统是经济可行的办法。

仿真研究和运行经验表明，在传统的比例积分闭环控制框架下，当直流系统从换相失败中恢复时可能出现一些问题：(1)换相失败持续时间较长，加剧送受端系统的功角稳定问题；(2)交流故障清除后，本来已恢复换相的换流器再次发生换相失败，中断有功传输并引起交流电压波动，严重阻碍直流的恢复；(3)由于直流电流和熄弧角的超调，直流换流器在恢复期间可出现较大的动态无功需求，增大受端电网电压失稳的风险。通过调整直流控制策略或控制参数能够在一定程度上缓解以上问题。目前大多数控制优化方案都是针对直流电流设计的，如引入低压限流控制环节，其主要弊端在于，在避免后续换相失败或降低直流无功消耗的同时将延缓有功功率的恢复。考虑到直流系统运行时整流器控制电流，逆变器控制熄弧角，且换相失败发生在逆变器一侧，因此可尝试对熄弧角控制的电路结构提出优化改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路，该熄弧角控制电路有效减少了直流换相失败持续时间、避免恢复期间换流器再次换相失败、加速直流有功功率恢复和抑制直流无功消耗。

本实用新型的目的可以通过下述技术方案实现：一种改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路，包括：依次连接的非线性调制单元、比例积分单元和脉冲触发单元；

非线性调制单元对输入的第一熄弧角偏差信号γ_err进行调制，并输出第二熄弧角偏差信号γ_err2；

比例积分单元接收第二熄弧角偏差信号γ_err2，将自身的输入量标记为第三熄弧角偏差信号γ_err3，并计算延迟角控制量β_γ，所述延迟角控制量β_γ的计算公式如下：

bg(s)gerr3(s)=K+1Tis,---(1)]]>

其中，s为拉式算子，K为比例常数，T_i为积分常数。常数π减去延迟角控制量β_γ得到触发角控制量α；

脉冲触发单元接收触发角控制量α，并通过所述触发角控制量α控制直流换流器晶闸管的通断。

作为优选，本实用新型的改善直流输电系统换相失败恢复性能的熄弧角控制电路还包括：取小单元、电流低通滤波单元、电流比较器、电压低通滤波单元、电压比较器、逻辑与门、依次连接的微分器、脉冲生成单元和双通道选择器；

取小单元的输出端连接非线性调制单元的一个输入端，电流低通滤波单元、电流比较器和逻辑与门的一个输入端依次连接，电压低通滤波单元、电压比较器和逻辑与门的另一个输入端依次连接；逻辑与门的输出端与非线性调制单元的另一个输入端连接；