[发明专利]基于换流阀电流特征的直流换相失败识别方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于换流阀电流特征的直流换相失败识别方法和装置，包括步骤：对直流换流阀的电气量进行采样，计算直流换流阀有功功率；若检测到直流换流阀任一相电流变化量大于电流变化量定值，且超过启动延时，则稳控装置启动；在启动周期内，重复判断是否满足换相失败条件，若满足则判断发生直流单次换相失败故障，若换相失败次数大于等于连续换相失败次数定值，则判断发生直流连续换相失败故障。本发明基于换流阀桥臂电流特征准确识别直流换相是否失败，为稳控装置正确执行稳控策略提供基础条件，保障电网的安全稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种基于换流阀电流特征的直流换相失败识别方法和装置。

背景技术

电力系统安全稳定控制判据直接影响电网的安全运行，其中交流输电线路及变压器跳闸是电力系统最重要、最常见的一种扰动形式，正确判断跳闸是执行稳定控制的先决条件。长期以来，区域稳定控制技术在保障中国电网安全稳定运行中发挥了重要作用。面向解决一个区域电网内的稳定问题，区域稳定控制系统根据区域电网当时的运行方式、故障元件、故障类型作出紧急控制决策，一般需要多个站协调配合，站间要实现数据传输及命令传输。事实上，无论电网覆盖的地理区域有多大，只要针对特定的运行方式和故障形态，有明确的控制策略，都可以采用区域稳定控制技术实现紧急控制。

作为高压直流输电系统最为常见的典型系统故障，换相失败会引起直流电压下降和直流电流增大，导致直流功率跌落，连续的换相失败甚至会造成阀组闭锁，功率传输中断。随着直流输电规模的增大及直流落点间电气距离的减小，受端交流系统故障时可能引起多回直流同时或相继换相失败，其对交直流系统的安全稳定运行影响更加严重。

直流换相失败的定义为：在换流器中，退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内，如未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程未进行完毕，则在阀电压变为正向时，被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相，这种情况称为换相失败。

稳定控制对直流换相失败次数的定义指功率波动的次数，而非直流换流阀换相失败的次数。直流换流阀一次换相失败可能导致一次功率波动过程，多次换相失败也可能导致一次功率波动过程。直流发生1次因换相失败引起的功率波动过程的持续时间一般为160-200ms。目前稳控直流换相失败判断均基于直流控保系统发出的换相失败的命令，未考虑功率波动的过程；同时也未结合直流本体的发生换相失败的电气特征，因此现有稳定控制故障判据不准确，导致识别直流换相失败不准确。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种基于换流阀电流特征的直流换相失败识别方法和装置，解决了现有技术中识别直流换相失败不准确的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种基于换流阀电流特征的直流换相失败识别方法，包括步骤：

对直流换流阀的电气量进行采样，计算直流换流阀有功功率；

若检测到直流换流阀任一相电流变化量大于电流变化量定值，且超过启动延时，则启动稳控装置；

在启动周期内，判断是否满足换相失败条件，若满足则判断发生直流单次换相失败故障，且换相失败次数加1，若换相失败次数大于等于连续换相失败次数定值，则判断发生直流连续换相失败故障。

进一步的，所述换相失败条件包括：

1)稳控装置启动时刻Tw前设定时间内的直流换流阀有功功率大于事故前功率门槛定值；

2)稳控装置启动后，任一相上桥臂电流减去下桥臂电流大于换相失败动作定值，同时下桥臂电流大于换相失败门槛定值，下桥臂电流与对应相阀侧电流同向；且持续时间均超过设定值t1，超过设定值t1的时刻记为上下桥臂同时有电流时刻，设定为Td；

3)稳控装置启动后在设定时间窗口内功率下降幅度超过功率波动门槛定值。