一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法，該方法包括如下步驟：I、根據(jù)故障檢測(cè)的輸出信號(hào)，檢測(cè)直流輸電系統(tǒng)換流母線的故障類型；II、運(yùn)用電流限值法減小直流電流指令并持續(xù)60-100ms；III、判斷所述故障是否消除及直流輸電系統(tǒng)關(guān)斷角是否恢復(fù)；IV、根據(jù)判斷結(jié)果確定直流電流指令，直至故障被清除，恢復(fù)直流電流指令。該方法避免了提前觸發(fā)帶來的增大直流電流、增大直流輸電系統(tǒng)的功率因數(shù)角等不利影響，對(duì)交流系統(tǒng)故障做出了及時(shí)有效的反應(yīng)，使晶閘管所需的換相面積減小，有利于防御直流輸電系統(tǒng)發(fā)生換相失敗故障。
【專利說明】—種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸配電【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體講涉及一種基于快速電流限制的直流輸電換相失敗防御方法。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)50年代以來,傳統(tǒng)電網(wǎng)換相高壓直流輸電(Line-Commutated-ConverterHigh Voltage Direct Current, LCC-HVDC)以其大容量遠(yuǎn)距離輸電、有功功率快速可控等特點(diǎn)在世界范圍內(nèi)得到了快速的發(fā)展。
[0003]但是由于LCC-HVDC采用無自關(guān)斷能力的普通晶閘管作為換流元件，因此LCC-HVDC系統(tǒng)需要一定強(qiáng)度的交流系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)換相，需要交流電網(wǎng)提供換相電壓。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或三相嚴(yán)重不對(duì)稱時(shí)，會(huì)導(dǎo)致交流母線電壓下降，線電壓過零點(diǎn)可能提前，LCC-HVDC閥臂的換流重疊角將增大，關(guān)斷角將減小，容易導(dǎo)致?lián)Q相失敗。當(dāng)兩個(gè)橋臂之間換相結(jié)束后，剛退出導(dǎo)通的閥在反向電壓作用的一段時(shí)間內(nèi)，如果未能恢復(fù)阻斷能力，或者在反向電壓期間換相過程一直未能進(jìn)行完畢，這兩種情況在閥電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎驎r(shí)被換相的閥都將向原來預(yù)定退出導(dǎo)通的閥倒換相，這稱為換相失敗。換相失敗的發(fā)生嚴(yán)重限制了直流系統(tǒng)傳輸功率，使得傳輸功率從正常值突然下降到很小的值甚至是零，為整個(gè)交-直-交系統(tǒng)帶來巨大的擾動(dòng)。
[0004]若晶閘管和觸發(fā)系統(tǒng)工作均可靠，那么導(dǎo)致?lián)Q相失敗的原因主要是交、直流系統(tǒng)電壓、電流等物理量的變化。發(fā)生換相 失敗的本質(zhì)在于關(guān)斷越前角Y (以下簡(jiǎn)稱“關(guān)斷角”)的值過小，不足以使載流子復(fù)合，恢復(fù)阻斷能力，當(dāng)電壓變?yōu)檎龝r(shí)，晶閘管再次導(dǎo)通。
[0005]當(dāng)系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，逆變器的關(guān)斷角為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟: I.根據(jù)故障檢測(cè)的輸出信號(hào)，檢測(cè)直流輸電系統(tǒng)換流母線的故障類型； I1、運(yùn)用電流限值法減小直流電流指令并持續(xù)60-100ms； II1、判斷所述故障是否消除及直流輸電系統(tǒng)關(guān)斷角是否恢復(fù)； IV、根據(jù)判斷結(jié)果確定直流電流指令，直至故障被清除，恢復(fù)直流電流指令。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法，其特征在于:所述步驟II中的所述電流限值法包括:當(dāng)檢測(cè)到單相故障時(shí)，所述電流指令減小為如下式(I)確定的

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法，其特征在于:所述電流指令減小幅度根據(jù)所述電流指令系數(shù)確定，使電流指令均呈階躍下降，減小直流電流，抑制故障后電流的上升幅度。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法，其特征在于:所述步驟III中: 若直流輸電系統(tǒng)換流母線電壓有效值大于有效值閾值，有效值閾值的范圍為0.95p.u.~1.05p.u.，且直流輸電系統(tǒng)的關(guān)斷角大于關(guān)斷角閾值，關(guān)斷角閾值的范圍為15°~.18。； 若所述換流母線電壓有效值和所述關(guān)斷角分別在換流母線電壓有效值閾值的范圍和關(guān)斷角閾值的范圍內(nèi)，則認(rèn)為交流故障已清除且所述直流輸電系統(tǒng)從交流故障的擾動(dòng)中恢復(fù)正常；否則認(rèn)為交流故障尚未清除或所述直流輸電系統(tǒng)未從交流故障的擾動(dòng)中恢復(fù)； 若交流故障已清除且所述直流輸電系統(tǒng)從交流故障的擾動(dòng)中恢復(fù)正常，則直流電流指令恢復(fù)為故障前的值；否則，為了保證直流輸電系統(tǒng)不發(fā)生換相失敗，步驟IV中確定直流電流指令時(shí)認(rèn)為關(guān)斷角運(yùn)行在額定值，直流電流指令由換流母線電壓有效值確定。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于電流限制法的直流輸電換相失敗防御方法，其特征在于:所述步驟IV包括: 若故障類型為三相故障，所述直流電流指令為: I=Uf (3) 若故障類型為單相故障，所述直流電流指令為: I= ^Jiu/-1(A) 式中，Uf為故障未清除時(shí)換流母線電壓有效值。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK103730907SQ201410038135
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】郭春義, 劉羽超, 趙成勇, 李春華, 許韋華, 陽岳希 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué), 國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司