[发明专利]一种抑制多馈入直流换相失败的直流功率控制方法

摘要

本发明公开一种抑制多馈入直流换相失败的直流功率控制方法，先建立多馈入直流输电系统简化模型，然后基于sin‑cos分量检测判断方法，判断直流功率控制的启动，进而确定直流功率调整量和直流功率控制速率，最后根据直流功率调整量和直流功率控制速率在不同换相失败场景下进行直流功率控制。本发明的控制方法控制速度快且准确，实现方便，控制效果好，不需要广域测量数据，控制速度快，不干扰其他设备的运行，不需要额外增加投资，经济性好。

主权项

1.一种抑制多馈入直流换相失败的直流功率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立多馈入直流输电系统简化模型：本地直流系统1和远端直流系统2的直流输电线路分别经交流系统母线BUS2和BUS3馈入受端系统，另有两回交流输电系统；受端为三区交流系统，通过联络线Ltie12和Ltie23耦合起来；受端系统包含发电机Gs1、Gs2和Gs3，交流系统母线BUS1、BUS2和BUS3分别挂有负载Load1、Load2和Load3；步骤2：基于sin‑cos分量检测判断方法，判断直流功率控制的启动：故障前母线电压为：v＝|v|cos(θ+σ)＝acosθ+bsinθa＝vcosθ+v′sinθb＝vsinθ+v′cosθ式中，θ为旋转参考坐标，σ为相角，v’＝dv/dt＝‑asinθ+bcosθ，ω为正弦电压的角频率，且ω＝dθ/dt，a和b分别为正弦和余弦分量的幅值；当系统发生故障时，母线电压瞬时跌落至|v'|，将其与故障前的值|v|的差值△|v|作为故障判据；t时刻下，当△｜v｜>ε则启动直流功率控制，即直流功率控制启动时刻ton＝t；其中，ε为系统额定运行条件下系统发生本地换相失败临界值；步骤3：确定直流功率调整量：在稳定运行条件下，直流系统逆变侧无功功率平衡关系式为：式中，为逆变器所需消耗的无功功率；表示直流系统无功补偿装置所提供的无功，Q_ac表示受端系统所提供的无功；表示换相电压过零点偏移角，U_L为换流母线电压有效值；P_d为直流系统有功功率，ω为正弦电压的角频率；C为直流系统逆变侧无功补偿装置的等值电容；换相失败下，本地直流系统回降有功功率量满足直流系统逆变侧无功功率平衡关系式，线性化直流系统逆变侧无功功率变化趋势由上式得：式中，△Pd为直流系统有功功率的回降量；△UL为故障下换流母线电压UL减小量；进一步化简，得直流功率调整量：步骤4：确定直流功率控制速率：上式中△Pd对时间t求导得△Pd随UL减小的变化速率：因则忽略等式右侧第二项，功率变化与母线电压变化率关系式：由上式得，为保证达到更好的控制效果，系统有功功率Pd的控制速率应与母线电压UL下降速率成正比；其比例系数与交流母线电压UL有关，母线变化速率一定的情况下，母线运行电压越大，Pd的控制速率越大；步骤5：根据直流功率调整量和直流功率控制速率在不同换相失败场景下进行直流功率控制。