[发明专利]一种适用于非对称运行状态的换流器开关函数建模方法

摘要

本发明公开了属于电力系统运行和控制技术领域的一种适用于非对称运行状态的换流器开关函数建模方法。根据换流器交流侧三相换相相电压计算非对称运行状态下换流器控制系统的锁相环输出同步初相位；计算三相换流阀的导通偏移角和实际触发角；计算换流器三相换流阀之间的换相角的大小；建立换流器开关函数模型；计算换流器的直流侧电压、换流器的交流侧电流、注入换流器的功率。详细考虑了非对称运行时换流器的换相过程，并着重考虑了直流侧二次谐波电流对换相持续时间的影响，通过忽略非必要次谐波简化了开关函数模型的计算过程，有效提高了交流系统非对称运行时的换流器分析计算精度。

主权项

一种适用于非对称运行状态的换流器开关函数建模方法，所述的换流器为六脉动换流器，由A、B、C三个桥构成，其特征在于，包括如下步骤：1)根据换流器交流侧三相换相相电压计算非对称运行状态下换流器控制系统的锁相环输出同步初相位；2)根据步骤1)获得的锁相环输出同步初相位，计算三相换流阀的导通偏移角和实际触发角；3)计算换流器三相换流阀之间的换相角的大小，对CA换相时的A相上桥臂换流阀发出触发脉冲，对BC换相时的C相下桥臂换流阀、AB换相时的B相上桥臂换流阀、CA换相时的A相下桥臂换流阀、BC换相时的C相上桥臂换流阀、AB换相时的B相下桥臂换流阀则按顺序依次延迟60°等间隔发出触发脉冲，当换相电压三相不对称时，会在换流器直流侧产生较大分量的二次谐波，严重时二次谐波分量的幅值甚至会大于直流分量，直流电流的大小与换相持续时间直接相关，不同相的换流阀之间换相时，二次谐波电流会对换相直流电流起到叠加或抵消的作用，计算换相角时需考虑直流侧二次谐波电流的影响；其中换流器三相换流阀之间的换相角的计算公式为：式(1)中，UL为换流器交流侧换相线电压的基波相量的有效值，为换流器交流侧换相线电压的基波相量的初相角，α表示三相换流阀的实际触发角，XB为换相电抗，Id0为换流器直流侧电流的直流分量，Id2为换流器直流侧电流的二次谐波分量有效值，为换流器直流侧电流的二次谐波分量初相角，μ为两相换流阀之间的换相角；4)基于步骤2)和步骤3)得到的三相换流阀的导通偏移角、实际触发角、三相换流阀之间的换相角，将开关函数看成基本分量、修正分量、电压换相分量、电流换相分量叠加的形式，对基本分量、修正分量、电压换相分量、电流换相分量傅里叶级数展开，得到换流器开关函数模型；5)根据步骤4)得到的换流器开关函数模型，换流器交流侧电压和电流只考虑基波分量，换流器直流侧电压和电流考虑直流分量和二次谐波分量，换流器开关函数只计及一阶相量和三阶相量，计算得到换流器的直流侧电压、换流器的交流侧电流、注入换流器的功率。