一种抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法及装置与流程

技术特征：
1.一种抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，包括：当接收到常规直流输电系统的故障信号时，将基于故障时的熄弧角的偏差量的无功功率附加控制环节附加到柔性直流输电系统的外环控制器上；获取常规直流输电系统的相关电气测量值，并根据所述电气测量值计算临界换相电压和电流限制斜率；根据所述临界换相电压与受端电压的大小关系和电流限制斜率，调整外环输出的q轴参考电流的上下幅值，并引入电流斜率控制器对外环输出的q轴参考电流的上下幅值进行控制，以对所述外环控制器输出的参考电流进行限幅，得到参考电流限幅值；其中，所述电流斜率控制器的斜率等于所述电流限制斜率；基于所述无功功率附加控制环节和所述参考电流限幅值，控制外环控制器输出给内环电流控制器的最终电流参考值，以使得所述内环电流控制器根据所述最终电流参考值生成调制波，控制柔性直流输电系统。2.如权利要求1所述的抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，所述将基于故障时的熄弧角的偏差量的无功功率附加控制环节附加到柔性直流输电系统的外环控制器上，具体包括：计算故障时常规直流输电系统的熄弧角测量值与熄弧角参考值的差值，根据所述差值计算电压偏差补偿量，并将所述电压偏差补偿量附加到柔性直流输电系统的外环控制器的输入值上。3.如权利要求1所述的抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，所述常规直流输电系统的相关电气测量值包括常规直流受端换流阀熄弧角测量值和常规直流输电系统的直流电流；则，所述获取常规直流输电系统的相关电气测量值，并根据所述电气测量值计算临界换相电压和电流限制斜率，具体包括：根据所述直流电流，计算临界换相电压；计算所述换流阀熄弧角测量值与预设熄弧角参考值的偏差，将所述偏差输入到p控制器，得到电流限制斜率。4.如权利要求3所述的抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，所述根据所述直流电流，计算临界换相电压，具体为：根据如下公式计算临界换相电压：其中，u
lim
为临界换相电压，k为逆变侧变压器变比，i
d
为直流电流，x
r
为逆变侧等效换相阻抗，γ
min
为晶闸管固有的极限熄弧角，β
n
为逆变侧的额定越前触发角。5.如权利要求1所述的抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，所述根据所述临界换相电压与受端电压的大小关系和电流限制斜率，调整外环输出的q轴参考电流的上下幅值，具体包括：当所述临界换相电压小于所述受端电压且所述电流限制斜率大于0时，调整外环输出的q轴参考电流的下限值为q轴参考电流限幅值；否则，所述q轴参考电流的下限值为预设q
轴参考电流下限值；当所述电流限制斜率小于0时，所述q轴参考电流的上限值为所述q轴参考电流限幅值；否则，所述q轴参考电流的上限值为预设q轴参考电流上限值。6.如权利要求5所述的抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，所述q轴参考电流限幅值通过以下步骤获得：获取常规直流受端换流站从交流系统吸收的无功功率，根据所述无功功率和如下公式计算q轴参考电流限幅值：其中，i
qlim1
为q轴参考电流限幅值；q
lcc
为常规直流输电系统从受端交流系统吸收的无功功率，s
b
为系统容量的基准值，u
sd
、u
sq
分别为受端交流电压的d轴分量、q轴分量，i
d
为柔性直流输出电流的d轴分量。7.如权利要求1所述的抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：当检测到常规直流输电系统未发生故障时，获取柔性直流输电系统外环控制器输出的参考电流；根据预设参考电流幅值对所述参考电流进行限幅，得到限幅后的参考电流，并根据所述限幅后的参考电流，控制外环控制器输出给内环电流控制器的电流参考值，以使得所述内环电流控制器根据所述电流参考值生成调制波，控制柔性直流输电系统。8.一种抑制直流输电系统连续换相失败的控制装置，其特征在于，包括：无功功率附加控制模块，用于当接收到常规直流输电系统的故障信号时，将基于故障时的熄弧角的偏差量的无功功率附加控制环节附加到柔性直流输电系统的外环控制器上；数据获取模块，用于获取常规直流输电系统的相关电气测量值，并根据所述电气测量值计算临界换相电压和电流限制斜率；参考电流限幅模块，用于根据所述临界换相电压与受端电压的大小关系和电流限制斜率，调整外环输出的q轴参考电流的上下幅值，并引入电流斜率控制器对外环输出的q轴参考电流的上下幅值进行控制，以对所述外环控制器输出的参考电流进行限幅，得到参考电流限幅值；其中，所述电流斜率控制器的斜率等于所述电流限制斜率；控制模块，用于基于所述无功功率附加控制环节和所述参考电流限幅值，控制外环控制器输出给内环电流控制器的最终电流参考值，以使得所述内环电流控制器根据所述最终电流参考值生成调制波，控制柔性直流输电系统。

技术总结
本发明提供一种抑制直流输电系统连续换相失败的控制方法及装置，其通过将熄弧角裕度不足时的熄弧角偏差附加到柔性直流输电系统的无功外环，加快故障期间柔性直流输电系统的响应速度，并通过柔性直流输电系统的动态功率限幅调节，充分发挥柔性直流输电系统快速调节无功功率的能力，减小混合多馈入直流输电系统故障恢复过程对受端交流系统的无功冲击，抑制连续换相失败的发生，同时保证直流系统输送最大的有功功率。大的有功功率。大的有功功率。


技术研发人员：龙霏 黄东启 王延纬 钟明明 苗璐 夏成军 易杨
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：2021.11.02
技术公布日：2022/3/3