[发明专利]一种利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法

权利要求书

1.一种利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)实时监测直流系统换流阀熄弧角γ的变化，判断直流系统是否发生换相失败故障；

(2)若系统发生换相失败故障，则进入步骤(3)，否则继续返回步骤(1)；

(3)基于直流系统的运行特性，切换调节多功能储能装置运行状态，使其运行在第四象限，发出有功功率及无功功率；

(4)减小换流器无功损耗并提供动态无功支撑，抑制直流系统进一步的连续换相失败的发生。

2.根据权利要求1所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：所述步骤(1)中换相失败故障通过以下方式判断：比较换流阀熄弧角γ与阀固有极限熄弧角γ_min之间的关系，若γ≤γ_min，则认为发生换相失败故障。

3.根据权利要求1或2所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述换相失败故障是指：当换流器两个阀进行换相时，在换相过程中退出导通的阀在反向电压的作用下未能及时恢复阻断能力，或者在反向电压作用期间换相过程未能结束，使本该关断的阀在正向电压作用下重新导通的现象。

4.根据权利要求1所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述步骤(3)中直流系统的运行特性如下式：

式中，V_d和I_d分别为直流电压和电流，P_d和Q_d分别为有功功率和无功功率，V_d0为理想空载直流电压，B为串联的桥数，k为换流变压器变比，X_c为换相电抗，U_ac表示高压侧母线线电压有效值，γ表示逆变侧熄弧角，φ表示换流器的功率因数；

由此得换流器消耗的无功功率：

5.根据权利要求1所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述步骤(3)中多功能储能装置运行状态的切换，通过空间矢量脉宽调制技术实现，多功能储能装置通过变流器装置与交流电网连接，改变变流器装置中各器件的导通时间可以实现任意电压矢量的输出。

6.根据权利要求1或5所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述多功能储能装置的运行状态用储能装置内部电压矢量交流电网电压矢量储能装置输出电流矢量来表示：

其中X_i表示将储能装置作为等效电压源的内部等值电抗。

7.根据权利要求6所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，根据与之间的夹角θ的取值范围，多功能储能装置能够运行在以下状态：

多功能储能装置运行在第一象限：此时0≤θ＜90°，多功能储能装置发出有功、吸收无功；

多功能储能装置运行在第二象限：此时90°≤θ＜180°，多功能储能装置吸收有功、无功；

多功能储能装置运行在第三象限：此时180°≤θ＜270°，多功能储能装置吸收有功、发出无功；

多功能储能装置运行在第四象限：此时270°≤θ＜360°，多功能储能装置发出有功、无功。

8.根据权利要求1所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述步骤(4)中减小换流器无功损耗并提供动态无功支撑的步骤，具体实现过程为：将多功能储能装置放置在逆变侧换流站，利用其发出的有功功率实现就地有功补偿，减小直流系统的有功传输，进而降低无功损耗；通过其发出无功功率来提高逆变侧换流站的动态无功支撑。

9.根据权利要求1或8所述的利用多功能储能装置调节能力的直流连续换相失败抑制方法，其特征在于，所述步骤(4)中抑制直流系统进一步的连续换相失败的发生步骤，具体实现过程为：在直流换相失败恢复过程中提供动态无功支撑：

ΔQ＝KΔU

式中，ΔU为换流母线电压的变化量，K为储能无功下垂系数，根据实际经验进行整定。