[发明专利]一种雷电绕击直流线路引起换相失败的抑制方法

说明书

本发明公开了一种雷电绕击直流线路引起换相失败的抑制方法，包括：S1：根据实际录波分析雷电绕击特高压直流线路的过程中逆变站的直流电压、直流电流的电气量变化特征；S2：检测当前逆变站的直流电流、直流电压的变化趋势是否符合所述电气量变化特征；S3：发生雷击后执行换相失败抑制措施，判别雷电绕击类型以及预测直流电流，计算换相失败抑制控制器输出的延迟触发角指令，并与逆变站控制系统的输出指令相比后，取最小值作为逆变站换流器的延迟触发角指令；S4：绕击造成的暂态过程结束后，系统恢复稳定，退出抑制措施。本发明能抑制雷电绕击直流线路引起特高压直流分层接入系统换相失败，从而提高交直流混联系统运行安全稳定性。

技术领域

本发明属于特高压直流输电领域，涉及一种雷电绕击直流线路引起换相失败的抑制方法。

背景技术

±1100kV吉泉特高压直流输电线路是疆电东送重要通道，对华东电网极其重要。2020年发生多起雷击吉泉线导致换流站换相失败情况，严重影响古泉换流站和华东电网安全稳定运行。

在特高压直流输电线路中，由雷击造成的线路故障约占线路总故障的40％-70％。根据雷击输电线路的位置的不同，可分为(1)绕击雷：雷电直接击中输电线路产生雷电过电压；(2)反击雷：雷电直接击中避雷线或杆塔塔顶产生雷电过电压；(3)感应雷：雷电对输电线路附近的地面放电，通过电磁感应对导线造成过电压。由于特高压线路的绝缘水平很高，发生感应雷过电压和反击闪络的可能性非常低，且杆塔高度较高，容易发生侧面绕击。当特高压直流线路发生绕击时，可将绕击暂态分为(1)绕击扰动：雷电绕击直流线路时绝缘子未发生闪络；(2)绕击故障：雷电绕击直流线路时绝缘子被击穿发生绝缘闪络。

换相失败是特高压直流输电系统最常见的故障之一。换相失败会减少晶闸管换流阀的使用寿命，引起直流传输功率波动。若首次换相失败未能及时清除而发生连续换相失败时可能会中断直流功率传输造成直流闭锁，严重威胁交直流混联电网安全稳定运行。换相失败的发生与否与受端系统的交流电压、直流电流等密切相关。当受端交流系统的电压降低或畸变、直流电流升高时均会引起换相失败。目前，关于换相失败的研究多从交流系统故障表现出发，未见针对雷击直流线路引起的换相失败问题研究。因此，关于抑制雷击特高压直流线路引起的换相失败兼具理论研究意义和工程实践意义。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种雷电绕击直流线路引起换相失败的抑制方法，以期能够有效抑制雷电绕击造成的换相失败，削弱雷电绕击直流线路对交直流混联电网暂态稳定性的影响，从而提高交直流混联系统运行安全稳定性。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种雷电绕击直流线路引起换相失败的抑制方法，是应用于特高压直流分层接入系统中，所述特高压直流分层接入系统是由500kV/1000kV两个交流系统组成的受端交流系统，在受端逆变站的双高端换流器经换流变压器接至500kV交流母线，双低端换流器经换流变压器接至1000kV交流母线，两组交流母线分别接入500kV和1000kV交流系统；其特点在于，所述抑制方法是按如下步骤进行：

S1：根据实际录波分析雷电绕击特高压直流线路的过程中逆变站的直流电压、直流电流的电气量变化特征；

S2：检测当前逆变站的直流电流、直流电压的变化趋势是否符合所述电气量变化特征，若符合，则表示特高压直流线路遭受雷电绕击，并执行S3，否则，返回S2；

S3：执行换相失败抑制措施，包括：对雷电绕击类型进行判别以及对直流电流进行预测，然后根据雷击类型、直流电流预测量和换流母线电压有效值，计算换相失败抑制控制器输出的延迟触发角指令，并与逆变站控制系统的输出指令相比后，取最小值作为逆变站换流器的延迟触发角指令；

S4：判别绕击造成的系统暂态过程是否结束，若结束，表示系统已恢复稳定，则退出抑制措施；否则，返回S3。