[发明专利]基于非线性VDCOL的HVDC连续换相失败抑制方法

说明书

本发明公开了一种基于非线性VDCOL的HVDC连续换相失败抑制方法，一方面将传统的线性的VDCOL控制转变成非线性的VDCOL控制，根据直流母线电压的下降程度设置不同VDCOL控制特性的斜率，从而调整了在不同电压区间里直流电流指令的响应速度；另一方面，根据系统交流电压下降程度动态调整非线性VDCOL的控制特性和工作区间，提高了HVDC系统在严重故障时的灵敏度，进一步抑制HVDC系统发生连续换相失败。

技术领域

本发明涉及HVDC连续换相失败抑制控制领域，特别是一种基于非线性VDCOL的HVDC连续换相失败抑制方法。

背景技术

我国一次能源与负荷需求呈逆向分布，客观上要求在大范围内对能源进行优化配置。高压直流输电(HVDC)凭借其电能输送容量大，传输损耗低、输电功率调节或反转迅速、输电可靠性高、非同步联络能力强等优点，成为远距离、跨区域的电网互联的重要组成手段，远距离、大容量高压直流输电也将成为我国未来电网的发展趋势。

传统的HVDC采用无自关断能力的晶闸管作为换流元件，逆变侧交流系统发生直流电压下降、直流电流短时增大等故障时易导致HVDC系统发生换相失败，从而发生连续换相失败。连续换相失败会引起直流系统直流偏磁、继电保护装置误动、过电压，甚至引发阀组闭锁或极闭锁导致较大的功率冲击，严重威胁电网的安全稳定运行。

低压限流控制策略(VDCOL)是抑制换相失败的常见控制方法，主要是根据故障侧(一般是逆变侧)的交流或直流电压动态调整系统直流电流的指令值，从而增大逆变侧阀组的关断角以增加换相裕度，从而抑制连续换相失败发生。但是传统的VDCOL的灵敏度不高，当系统发生严重故障时，其响应较慢，逆变侧电压和直流输送功率调整缓慢，难以避免系统发生连续换相失败。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于非线性VDCOL的HVDC连续换相失败抑制方法，将传统的线性的VDCOL控制转变成非线性的VDCOL控制，同时，根据系统故障程度动态调整VDCOL控制器的控制特性，当交流故障严重时，迅速改变直流电流指令以实现连续换相失败的抑制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于非线性VDCOL的HVDC连续换相失败抑制方法，该方法包括以下步骤：

1)分别检测HVDC系统逆变侧交流相电压信号U_ac、逆变侧直流电压信号U_dc-inv、整流侧直流电流信号I_d-rec，逆变侧直流电流信号I_d-inv，检测逆变侧换流器中的所有换流阀的关断角信号，比较并选择其中的最小值作为γ_inv；

2)将U_ac传送至交流故障系数计算模块，得到交流故障系数k；

3)将I_d-rec乘以电压补偿系数，乘积与U_dc-inv相加得到补偿后的电压信号即直流线路中点的电压信号U_dc；

4)将U_dc和交流故障系数k传送至非线性VDCOL控制环节，得到整流侧的定电流控制指令信号I_ord-rec；

5)将I_ord-rec与I_d-rec相减得到误差信号e_I-rec，e_I-rec通过相应的PI环节得到整流侧换流阀组的超前角指令β_rec，用π减去β_rec得到整流侧换流阀组的延迟角α_rec；

6)将α_rec传送到整流侧的脉冲发生单元生成对应的控制信号；