[发明专利]一种适用于分层接入方式的换相失败预测方法

说明书

本发明涉及一种适用于分层接入方式的换相失败预测方法，包括：采集本极中性母线的直流电流；判断是否满足换相失败预测判据，换相失败预测判据包括所述直流电流的突变量大于第一设定阈值时与直流电流的突变量大于第二设定阈值时的时间差值小于设定时间长度；若满足换相失败预测判据，则执行防止换相失败的措施。本发明可有效避免当同极的一个换流阀换相失败时，本极的其他换流阀跟随出现换相失败的现象。

技术领域

本发明涉及一种适用于分层接入方式的换相失败预测方法，属于特高压直流输电控制技术领域。

背景技术

普通接入方式下，受端双极四阀组同时接入同一个交流电网，而分层接入方式下，受端属于直流系统同一极的高、低端两个阀组分别接入两个电压等级不同的交流电网。如图1所示，电压等级为1100kV的直流系统同一极的高、低端两个阀组分别接入电压等级为500kV及1 000kV交流电网中。由于常规的特高压直流受端高低端阀组接入同一交流电网，当交流近端发生故障时，同一极的高、低端两个阀组能同时检测到故障，导致换相失败预测功能动作。但是，当受端采用分层接入方式时，同一极的高、低端阀组分别接入到两个不同的交流电网，由于两个交流电网的耦合较弱，当一个交流电网发生交流故障时，另一交流电网受到影响较小继续稳定运行。但是，当同极的一个阀组发生换相失败故障时，会因故障阀组直流侧直接短路而导致直流电流突变，因同极的两个阀组属于串联阀组，直流电流相等，故障阀组引起的直流电流的快速上升会引起同极的非故障阀组换相面积快速减小，最终导致非故障阀组因换相面积不足而引发换相失败故障。

目前，工程中的换相失败预测判据，如零序电压判据或变换电压判据，都是基于交流电压的算法，对于常规特高压直流受端高、低端阀组接入同一交流电网是足够灵敏的，但是对于受端采用分层接入方式，由于同一极串联的两个阀组接在不同的交流电网中，分层接入方式下的两个交流电网不存在强耦合现象，单一交流电网受到干扰时，另一交流电网可不受干扰继续稳定运行，而常规的换相失败预测判据完全依靠判断与本阀组相连的交流电网的交流电压畸变情况来动作，只适用于本阀组的换相失败预测，而完全不能反映同极的另一串联阀组的换相情况。例如在图1中，当500kV交流电网受到扰动而导致与之相连的高端阀组发生换相失败时，此时与低端阀组相连的1 000kV交流电网并未受到扰动，因此低端阀组中配置的常规换相失败判据则无法动作，而与1 000kV交流电网相连的低端阀组却会因直流电流的突变而导致换相面积不足发生换相失败故障。

因此，对于受端采用分层接入方式的特高压直流输电工程，当一个换流阀组发生换相失败时，如何避免同一极的另一个换流阀组跟随换相失败成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于分层接入方式的换相失败预测方法，用于解决在受端采用分层接入方式的特高压直流输电工程中，当一个换流阀发生换相失败时，如何避免同一极的另一个换流阀跟随换相失败的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于分层接入方式的换相失败预测方法，包括以下方案：

方案一：包括以下步骤：

步骤1，采集本极中性母线的直流电流；

步骤2，判断是否满足换相失败预测判据，所述换相失败预测判据包括所述直流电流的突变量大于第一设定阈值时与所述直流电流的突变量大于第二设定阈值时的时间差值小于设定时间长度；

步骤3，若满足换相失败预测判据，则执行防止换相失败的措施。

方案二：在方案一的基础上，步骤2中所述换相失败预测判据的表达式为：