[发明专利]基于熄弧角判据的高压直流输电连续换相失败预测及无功紧急控制方法

权利要求书

1.基于熄弧角判据的高压直流输电连续换相失败预测及无功紧急控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据高压直流输电系统稳态运行下的工况，采集逆变侧换流母线电压、触发角、熄弧角参数；

(2)根据预想故障类型，采集故障下逆变侧换流母线电压、触发角、熄弧角的暂态实时参数；

(3)以换相面积法为分析基础，利用换相等面积法推导故障情况下直流换相成功所需的最小熄弧角表达式；具体包括如下步骤：

(31)系统稳态运行工况下换相过程中换相电压—时间面积公式计算方法：任意两个阀之间进行换相，换相过程中忽略晶闸管的导通压降，则整个换相过程换流母线电压—时间面积为：

其中，U₀为稳态情况下换相电压；β为稳态情况下系统逆变侧触发超前角；γ为稳态情况下熄弧角；ω为系统运行角频率；

(32)系统暂态运行工况下换相过程中换相电压—时间面积公式计算方法与稳态计算方法一致，故障下换相面积公式：

其中，U_f为暂态情况下换相电压；β′为暂态下系统逆变侧触发超前角；γ'为熄弧角；ω为系统运行角频率；

(4)根据最小熄弧角表达式以及采集的系统相关稳态、暂态参数计算熄弧角判据；具体为：根据系统稳态运行时的换相电压—时间面积公式和系统暂态情况下的换相电压—时间面积公式，为保证故障下系统能够提供足够大小的换相面积支撑系统正常完成换相，则在故障情况下系统所需要的熄弧角至少为：

其中，π-β的值为步骤一中采集的稳态触发角的值，π-β′的值即等于步骤(2)中采集的暂态触发角的值，U₀为稳态情况下换相电压；β为稳态情况下系统逆变侧触发超前角；γ为稳态熄弧角；ω为系统运行角频率；U₁为暂态情况下换相电压；β′为暂态下系统逆变侧触发超前角；

计算中为考虑判据具有足够的裕值，将故障下系统完成正常换相所需要的熄弧角计算公式修改为：将稳态熄弧角γ的取值改为临界换相失败的临界熄弧角γ_min，增大预测精确度；

(5)根据熄弧角判据与实时熄弧角的大小比较，确定是否存在发生连续换相失败风险，若有风险，则进入下一步，若无风险，则结束；

(6)根据连续换相失败判据启动无功紧急控制。

2.如权利要求1所述的基于熄弧角判据的高压直流输电连续换相失败预测及无功紧急控制方法，其特征在于，步骤(5)中，根据熄弧角判据与实时熄弧角的大小比较，确定是否存在发生连续换相失败风险，若有风险，则进入下一步，若无风险，则结束具体为：根据稳态和暂态下采集到的系统参数计算得到实时的熄弧角判据，并与故障情况下系统逆变站的实时熄弧角进行比较，当系统实时熄弧角小于熄弧角判据计算值时，表明系统无法提供足够的换相面积支撑直流完成换相，有发生换相失败的风险，当该情况出现两次及以上时，则判断系统将有发生连续换相失败的风险。

3.如权利要求1所述的基于熄弧角判据的高压直流输电连续换相失败预测及无功紧急控制方法，其特征在于，步骤(6)中，根据连续换相失败判据启动无功紧急控制具体为：根据连续换相失败的判断结果，在熄弧角判据预测到系统具有发生连续换相失败风险时，采取控制装置使能脉冲的方法，将静止无功补偿器的开放脉冲时机控制在判据判断系统发生连续换相失败的提前范围内，紧急开放使能脉冲，将TSC+TCR组成的静止无功补偿器紧急进行投入。