[发明专利]一种换流阀抵御换相失败的控制方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及一种换流阀抵御换相失败的控制方法、系统及存储介质，将基于半控型晶闸管器件的常规直流输电系统中的逆变侧拓扑结构升级为基于IGCT器件的拓扑结构，记录运行时期逆变侧熄弧角度，实时比较逆变器熄弧角度与控制系统中设定的最小熄弧角度，当小于最小熄弧角度时，控制器发出强制关断命令，使换相过程继续。本发明解决了基于半控型晶闸管器件的常规直流输电系统存在的换相失败的问题，解决了柔性直流输电系统基于IGBT器件换流阀存在的直流短路故障难以自清除等问题，提升了直流输电系统可靠性。综上所述，本发明可以广泛应用在高压直流输电技术领域。

技术领域

本发明涉及一种高压直流输电技术领域，特别是关于一种在逆变侧应用的基于IGCT换流阀抵御换相失败的控制方法、系统及存储介质。

背景技术

近年来，高压直流输电技术迅速发展，直流输电容量、输电距离不断提升。其中，换流阀是直流换流站中的重要设备，其作用是实现交直流变换。目前，工程实用换流阀主要基于两种半导体器件：一种是半控型晶闸管器件；一种是全控型IGBT器件。

常规直流输电系统采用基于半控型晶闸管器件的换流阀。传输容量大，距离远，技术经济性强，但依赖电网电压进行自然换相，无法主动关断，存在换相失败的问题。柔性直流输电系统采用基于全控型IGBT器件的换流阀。虽然没有换相失败的问题，但耐受过压过流能力有限，直流短路故障难以自清除，技术经济性差。

如何解决目前直流输电换流阀技术发展中遇到的瓶颈问题，现缺少有效的技术手段。

发明内容

针对上述瓶颈问题，本发明的目的是提供一种基于IGCT换流阀抵御换相失败的控制方法、系统及存储介质，其能够解决常规直流输电系统基于晶闸管器件换流阀存在的换相失败问题，解决柔性直流输电系统基于IGBT器件换流阀存在的直流短路故障难以自清除等问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于IGCT换流阀抵御换相失败的控制方法，其包括以下步骤：将基于半控型晶闸管器件的常规直流输电系统中的逆变侧拓扑结构替换为基于IGCT器件的拓扑结构；记录运行时期逆变侧熄弧角度γ；实时比较逆变侧熄弧角度γ与逆变侧控制系统设定的最小熄弧角度γ_min；根据比较结果实现强迫换流，换相过程继续。

进一步，所述逆变侧控制系统设定的最小熄弧角度γ_min根据工程经验设定。

进一步，所述最小熄弧角度γ_min为12°。

进一步，当检测到γ≤γ_min，逆变侧控制系统发出强制关断指令，将叠弧角μ减少至强迫叠弧角μ'，从而熄弧角γ增大至强迫熄弧角γ'，实现强迫换流，换相过程继续。

进一步，所述逆变侧IGCT换流阀的直流系统包括换流变压器、整流器、平波电抗器、直流线路和逆变器；交流系统通过所述换流变压器与所述整流器连接，所述整流器通过串联的所述平波电抗器和直流线路将功率和直流电流传送到所述逆变器，所述逆变器通过所述换流变压器与受端交流系统连接。

进一步，所述逆变器为三相桥式换流器，包括上下两个半桥，由六个桥臂组成；每个桥臂均由可关断晶闸管阀串构成；阀串V2和V5、V6和V3、V4和V1构成三个臂对，所述臂对的中心端子对应的连接到所述换流变压器的三相。

进一步，所述可关断晶闸管阀串由若干串联的IGCT器件构成。

一种基于IGCT换流阀抵御换相失败的控制系统，其包括：第一处理模块、记录模块、比较模块和控制模块；所述第一处理模块将基于半控型晶闸管器件的常规直流输电系统中的逆变侧拓扑结构替换为基于IGCT器件的拓扑结构；所述记录模块用于记录运行时期逆变侧熄弧角度γ；所述比较模块实时比较逆变侧熄弧角度γ与逆变侧控制系统设定的最小熄弧角度γ_min；所述控制模块根据比较结果实现强迫换流，换相过程继续。