[发明专利]一种自动快速逼近换相失败临界阻抗方法

说明书

本发明提供一种自动快速逼近换相失败临界阻抗方法。该方法基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC，其具体步骤为：（1）建立换相失败临界阻抗测取的数学模型；（2）设定故障参数；（3）设定Optimum Run工具算法及参数；（4）迭代寻优；（5）判断算法是否达到收敛条件，否则返回步骤（4），是则结束并输出结果。本发明所提出的逼近换相失败临界阻抗方法精度更高；所提出的逼近换相失败临界阻抗方法更智能且更节省计算时长，解决了快速获得传统直流换相失败临界阻抗的问题。

技术领域

本发明涉及传统直流输电换相失败临界阻抗的测取，特别涉及一种自动快速逼近临界阻抗的方法。

背景技术

换相失败是传统直流输电中逆变器常见的故障，它是由逆变器多种故障所造成的结果，如逆变器换流阀短路、逆变器丢失触发脉冲、逆变侧交流系统故障等均会引起换相失败。换相失败发生后，系统输送功率将降低，如果未能及时检测出来，严重时将致使系统停机，从而影响输电系统的安全稳定运行。而换相失败临界阻抗的大小则能一定程度上反映直流系统对换相失败的抵御能力，因此临界阻抗的测取无论是仿真工作还是实际工程中都显得异常重要。

针对换相失败临界阻抗测取的问题，目前主要采用穷举法或人工法，但无论是穷举法还是人工法，都存在耗时长、精度低等不足，特别是当要测取的临界阻抗是多时刻多种故障类型下时，这两种方法的繁琐与耗时将达到令人无法忍受的程度，因此亟需一种自动测取临界阻抗的方法。

本发明结合单目标优化的思想，基于电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC，提出一种自动快速逼近临界阻抗的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决传统直流输电换相失败临界阻抗的测取问题。

本发明提出一种自动快速逼近换相失败临界阻抗的方法，包括以下步骤：

(1)建立换相失败临界阻抗测取的数学模型；

上述建立换相失败临界阻抗测取的数学模型，由式(1)获得：

式中Z_f为故障接地阻抗；CF_OR为换相失败检测信号，当CF_OR＝0表示不发生换相失败，CF_OR＝1表示发生换相失败；

上述换相失败判据为阀电流持续时间超过一个工频周期，其检测信号CF_OR的获得逻辑由图2所示，控制过程如下：

a)阀电流与阀关断期间电流I_{V_off}(理论上该值为0，但实际上存在微小的值)比较，大于则输出高电平1，否则输出低电平0，如式(2)所示：

b)将电平IV_LEVEL作积分，并且当电平为0时将积分输出IV_INTER重置为0，如式(3)所示：

其中[t₁,t₂]为信号IV_LEVEL高电平区间，即使IV_LEVEL(t)＝1；使IV_LEVEL(t)＝0；

c)将积分输出IV_INTER经过MAX HOLD功能取最大值并维持该值输出，即为换流阀最大持续导通时间T_M，如式(4)所示，

上述MAX HOLD模块如图5所示，其逻辑控制过程由式(5)所示：

d)最后使其与换相失败时间常数比较，若大于T_f则输出高电平1(即发生换相失败)，否则输出低电平0，如式(6)所示：