[发明专利]一种抵御直流连续换相失败的调相机无功功率快速支撑方法

说明书

本发明提供一种抵御直流连续换相失败的调相机无功功率快速支撑方法，包括(1)建立当前工况下直流换相失败母线电压临界值模型；(2)建立调相机无功功率极限值模型；(3)建立直流三相故障和单相故障条件下的直流无功功率缺额模型；(4)判断直流母线电压是否低于直流换相失败母线电压临界值；若是则执行步骤(5)，若否则调相机保持原有运行方式不变；(5)判断直流无功功率缺额值是否大于调相机能发出的无功极限值，根据判断结果若向调相机励磁系统发出指令；(6)调相机励磁系统根据收到的无功功率指令值发出无功功率。本发明使得调相机无功功率按照直流在故障期间所需的无功功率值进行支撑，避免欠压和过压现象。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，更具体地，涉及一种抵御直流连续换相失败的调相机无功功率快速支撑方法。

背景技术

由于特高压直流输电工程在技术上、经济上和安全性等方面的突出优势，我国已成为世界范围内远距离直流输电应用前景最为广阔的国家。但随着公司电网“强直弱交”问题的日渐突出，特高压直流输电工程对电网动态无功支撑提出了更高的需求，因此具有大容量双向动态无功支撑优等特点的新一代大型调相机应运而生，并将在特高压电网大规模部署开来。然而，当前新一代调相机发出无功功率主要跟随电压波动，没有直接考虑对直流连续换相失败的抑制作用，以及直流无功功率的实际需求。同时，由于没有针对直流换相失败的场景进行考虑，将可能使得直流母线电压存在过压现象。

针对此，本发明针对特高压直流换流站中调相机发出无功功率缺乏理论依据，没有考虑直流无功功率的实际需求的问题，提出一种抵御直流连续换相失败的调相机无功功率快速支撑方法，将对改善直流换流站内调相机的快速支撑能力具有重要指导作用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，针对典型故障条件下直流换流站内调相机发出无功功率缺乏参考值的问题，本发明提供了一种抵御直流连续换相失败的调相机无功功率快速支撑方法，其目的在于使得调相机无功功率按照直流在故障期间所需的无功功率值进行支撑，避免欠压和过压现象，将对工程实际具有重要指导作用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种抵御直流连续换相失败的调相机无功功率快速支撑方法，具体包括以下步骤：

(1)根据直流正常运行工况下的直流母线电压和直流关断角和触发角，建立当前工况下直流换相失败母线电压临界值模型；

(2)建立调相机无功功率极限值模型；

(3)建立直流三相故障和单相故障条件下的直流无功功率缺额模型；

(4)判断直流母线电压是否低于直流换相失败母线电压临界值；如果直判断结果为是，则表示发生了直流换相失败，执行步骤(5)；如果直判断结果为否，则表示没有发生直流换相失败，调相机保持原有运行方式不变；

(5)根据实际电压值计算直流无功功率缺额，判断直流无功功率缺额值是否大于调相机能发出的无功极限值，如果直判断结果为是，则按照调相机最大无功极限值向调相机励磁系统发出指令，如果直判断结果为否，则按照直流无功功率缺额值向调相机励磁系统发出控制指令；

(6)调相机励磁系统根据收到的无功功率指令值发出无功功率。

进一步的，步骤(1)中三相故障情况下导致直流换相失败的电压临界值U₂计算公式为：

其中，U₁表示正常情况下直流母线电压值，α为触发延迟角，γ为正常工况下换流器关断角，γ₀为额定工况下换流器关断角；

电网单相故障条件下，临界换相失败的电压临界值U₃计算为：

其中，为换相过零点的相位偏移角。