[发明专利]预测型定关断角控制方法

说明书

本发明公开了一种预测型定关断角控制方法，通过分析逆变器换相过程获得计及换相期间直流电流变化的关断角计算公式，考虑了各交流换相电压幅值和相位的变化，利用滑动平均滤波器和二阶广义积分器分别对直流电流实测值和交流电压进行处理后用于各换流阀触发角的求解，并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出。这种控制方法能够有效提高系统抵御换相失败的能力。

技术领域

本发明涉及高压直流技术领域，特别是涉及一种预测型定关断角控制方法。

背景技术

高压直流控制系统中，极控制的控制特性直接决定了换流器触发角指令的变化趋势，对直流系统的暂态响应特性具有非常重要的影响。定关断角控制是逆变侧主要控制方式之一，其控制目的在于尽可能降低换流器无功消耗的同时，维持关断角不小于关断角参考值，以保证换流阀的正常关断。因此，定关断角控制故障暂态响应性能的好坏会在很大程度上影响换流器抵御换相失败的能力。

换相失败是高压直流系统最常见的故障之一，主要原因是交流电压幅值降低和电压畸变。近年来随着多馈入直流电网和多端直流系统的发展，换相失败问题的研究被提到了一个新的高度。发明人发现传统技术中至少存在如下问题：

实际直流工程中预测型定关断角控制是基于理想空载直流电压和直流电流指令值来对触发角进行求取的，这种求取方法会对故障暂态和准稳态时控制的响应速度和准确性造成不利影响。

因此有必要研究计及换相期间直流电流变化，且考虑各交流换相电压幅值和相位的变化的高压直流预测型定关断角控制方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种预测型定关断角控制方法，能够有效提高系统抵御换相失败的能力，具体包括：

采用一台12脉动晶闸管换流器和一台Y0/y联结变压器，对各换流阀触发角的求解并取其中最小触发角作为定关断角控制的输出；

步骤所述对各换流阀触发角的求解包括：

上6脉动桥与一台Y0/y联结变压器Y侧连接，下6脉动桥与一台Y0/d联结变压器d侧连接；

1)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角α_a1c1采用下式计算：

式中：X_r为换相电抗；i_d为直流电流；T为换相持续时间；为直流电流变化率；k_T为换流变压器变比；U_AC为Y0/y换流变压器Y0侧A、C相间线电压幅值；γ₀为关断角参考值；φ_a1c1换相电压u_ac(Y0/y联结变压器y侧ac线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；

2)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器ba相延迟触发角α_b1a1采用下式计算：

式中：U_BA为Y0/y换流变压器Y0侧B、A相间线电压幅值；φ_b1a1换相电压u_ba(Y0/y联结变压器y侧ba线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；

3)Y0/y换流变压器连接阀组逆变器cb相延迟触发角α_c1b1采用下式计算：

式中：U_CB为Y0/y换流变压器Y0侧C、B相间线电压幅值；φ_c1b1换相电压u_cb(Y0/y联结变压器y侧cb线电压)的过零点相位超前于正常工况的角度；

4)Y0/d换流变压器连接阀组逆变器ac相延迟触发角α_a2c2采用下式计算：