專(zhuān)利名稱(chēng)：基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法，屬于高壓直流輸電領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
換相失敗是高壓直流輸電系統(tǒng)換流站逆變運(yùn)行時(shí)最常見(jiàn)的故障之一，其發(fā)生的主要原因是逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障引起換相電壓下降。某些情況下?lián)Q相失敗可能自行恢復(fù)，但連續(xù)換相失敗可能引起直流輸電系統(tǒng)閉鎖，甚至危及整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定，造成更大危害。交直流混合運(yùn)行系統(tǒng)中，電壓崩潰和控制引發(fā)的電壓振蕩都會(huì)造成逆變器永久換相失敗。換相失敗是指當(dāng)兩個(gè)橋臂之間換相結(jié)束后，剛退出導(dǎo)通的閥如果在反向電壓作用的一段時(shí)間內(nèi)未能恢復(fù)阻斷能力，或者在反向電壓作用期間換相過(guò)程一直未能進(jìn)行完畢。這兩種情況當(dāng)閥電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎驎r(shí)被換相的閥都將向原來(lái)預(yù)定退出導(dǎo)通的閥倒換相。 換相失敗有一次換相失敗、兩次連續(xù)換相失敗和兩次不連續(xù)換相失敗等不同表現(xiàn)形式。換相失敗將導(dǎo)致直流電壓下降和直流電流增大，若采取的控制措施不當(dāng)，還會(huì)引發(fā)后繼的換相失敗，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致直流傳輸功率中斷，使得整個(gè)系統(tǒng)失去穩(wěn)定，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行影響重大。與單饋入直流輸電系統(tǒng)相比，多饋入直流輸電系統(tǒng)具有較大的輸送容量和更為靈活的運(yùn)行方式，但同時(shí)也帶來(lái)一些特殊問(wèn)題，由于換流站之間的相互作用對(duì)換相失敗更為敏感，換相失敗問(wèn)題的研究將更為復(fù)雜。一個(gè)換流站的換相失敗不但會(huì)引發(fā)本身直流系統(tǒng)的電壓波動(dòng)，還可能導(dǎo)致附近多個(gè)換流站發(fā)生換相失敗，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行崩潰。近年來(lái)電網(wǎng)超常規(guī)發(fā)展，多條直流線(xiàn)路陸續(xù)投運(yùn)，而大區(qū)聯(lián)網(wǎng)普遍采用交直流混合運(yùn)行方式，一旦某條直流發(fā)生連續(xù)換相失敗、導(dǎo)致閉鎖，其原先直流傳送的功率將向交流線(xiàn)路轉(zhuǎn)移，使相關(guān)線(xiàn)路重載，給交流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)直接影響，若多條直流線(xiàn)路發(fā)生連鎖故障，甚至可能導(dǎo)致電網(wǎng)失穩(wěn)。因此對(duì)直流系統(tǒng)換相失敗的分析研究值得重視。換相失敗的判定方法主要有熄弧角判斷法和最小電壓降落法。熄弧角判斷法是通過(guò)比較換流器實(shí)際熄弧角與引起換相失敗的臨界熄弧角之間的大小來(lái)判斷發(fā)生換相失敗的方法；最小電壓降落法通過(guò)比較換相電壓的降落與發(fā)生換相失敗所需的最小換相電壓降落之間的大小來(lái)判斷系統(tǒng)是否發(fā)生換相失敗。工程上判斷換相失敗一般是采用經(jīng)驗(yàn)電壓判據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法，其特點(diǎn)是能夠從能量的角度用換相電流時(shí)間面積分析了兩閥間換相的動(dòng)態(tài)過(guò)程及直流電流和換相角μ的關(guān)系，從本質(zhì)上揭示影響換相失敗發(fā)生的機(jī)理。該方法與以往的判定法相比較，能夠從能量的角度體現(xiàn)換相的本質(zhì)過(guò)程。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法包括以下步驟
1.對(duì)于直流系統(tǒng)換流站逆變器，根據(jù)換相機(jī)理用數(shù)學(xué)模型表達(dá)換相過(guò)程；2.在換相過(guò)程中，根據(jù)換相的數(shù)學(xué)模型得到在直流系統(tǒng)任意時(shí)刻下，正常運(yùn)行或故障情況下的各種運(yùn)行參數(shù)； 3.根據(jù)換相的本質(zhì)特點(diǎn)，提取逆變側(cè)閥電流這一參數(shù)，將閥電流曲線(xiàn)在換相過(guò)程中與時(shí)間軸所圍面積定義為換相電流時(shí)間面積；4.考慮換相過(guò)程非常短暫，將以上得到的換相電流時(shí)間面積用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，根據(jù)得到的面積大小，以及該運(yùn)行方式下逆變器的其它參數(shù)，根據(jù)提出的判據(jù)條件與極限換相電流面積進(jìn)行比較，以判斷換流器是否發(fā)生換相失敗。根據(jù)換相的物理過(guò)程，閥V5的電流從Id逐漸減小到0，閥Vl的電流則從0增大到 Id,閥V5完成了向閥Vl換相的過(guò)程，同時(shí)閥V5處等值電感完成了與閥Vl處等值電感間能量的轉(zhuǎn)換，換相數(shù)學(xué)模型表達(dá)為換相數(shù)學(xué)模型表達(dá)為
權(quán)利要求
1.一種基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法，其特征在于該方法包括以下步驟1)對(duì)于直流系統(tǒng)換流站逆變器，根據(jù)換相機(jī)理用數(shù)學(xué)模型表達(dá)換相過(guò)程；2)在換相過(guò)程中，根據(jù)換相的數(shù)學(xué)模型得到在直流系統(tǒng)任意時(shí)刻下，正常運(yùn)行或故障情況下的各種運(yùn)行參數(shù)；3)根據(jù)換相的本質(zhì)特點(diǎn)，提取逆變側(cè)閥電流這一參數(shù)，將閥電流曲線(xiàn)在換相過(guò)程中與時(shí)間軸所圍面積定義為換相電流時(shí)間面積；4)考慮換相過(guò)程非常短暫，將以上得到的換相電流時(shí)間面積用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行簡(jiǎn)化處理；根據(jù)得到的面積大小，以及該運(yùn)行方式下逆變器的其它參數(shù)，提出基于換相電流時(shí)間面積法的換相失敗檢測(cè)方法，并給出相應(yīng)的判據(jù)，以判斷換流器是否發(fā)生換相失敗。
2.如權(quán)利要求1所述基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法，其特征在于換相電流時(shí)間面積為根據(jù)換相的物理過(guò)程，閥V5的電流從Id逐漸減小到0，閥Vl的電流則從0增大到Id， 閥V5完成了向閥Vl換相的過(guò)程，同時(shí)閥V5處等值電感完成了與閥Vl處等值電感間能量的轉(zhuǎn)換，換相數(shù)學(xué)模型表達(dá)為
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于換相電流時(shí)間面積指標(biāo)的換相失敗檢測(cè)方法，其特點(diǎn)是對(duì)于直流系統(tǒng)換流站逆變側(cè)的換相過(guò)程，根據(jù)換相電流與時(shí)間軸所圍面積提出換相電流時(shí)間面積這一概念，換相電流時(shí)間面積法從能量的角度揭示出換相過(guò)程的物理意義，根據(jù)換相電流時(shí)間面積的大小提出相應(yīng)的判據(jù)，該判據(jù)能夠作為正確判斷換流站逆變側(cè)是否發(fā)生換相失敗的新指標(biāo)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102353874SQ20111019266
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
發(fā)明者何鵬飛, 戴寒光, 李興源, 李思思, 王渝紅, 鄧?guó)檹?qiáng), 魏巍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)