[发明专利]基于触发角自适应调节的换相失败控制、仿真方法及装置

说明书

本发明提供的基于触发角自适应调节的换相失败控制、仿真方法及装置，通过幅度额定值来判断交流侧三相电压中是否有故障相电压，若有的话，则表示逆变站交流侧发生故障，此时，可根据故障相电压的幅值跌落程度及电压相位偏移量，来确定故障相电压与相邻相电压之间的换相电压过零点偏移量和换相角变化量，进而确定逆变侧触发角提前量，根据逆变侧触发角提前量来补偿触发角指令值，从而，保证晶闸管能够在反向电压结束前具备阻断能力，以此减小首次以及后续换相失败的发生概率。

技术领域

本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种基于触发角自适应调节的换相失败控制、仿真方法及装置。

背景技术

基于晶闸管的电网换相换流器型高压直流系统(LCC-HVDC)是目前高压直流输电工程中最常见的系统，在电网建设、电能传输中起到不可或缺的作用。由于晶闸管不具备自关断功能，当逆变站交流侧发生故障导致换相电压不满足要求时，可能引起换相失败。因而在实际工程中经常通过附加辅助设备、基于直流控制系统的策略、改造换流器拓扑等方式尽可能避免换相失败。

目前器件层面的应用已较为成熟，例如增加无功补偿装置、采用电压源换流器、使用直流限流器等，可以提升换流母线电压的支撑能力。不过这会增加设备投入成本，在功率输送和可靠性等多方面还有提升空间。从控制层面出发，传统的换相失败控制策略的研究重点主要放在对直流电流、直流功率、换相电压等单一物理量进行控制。另外在控制触发角的层面，目前比较典型的是直流工程中的预测型技术路线，该路线能够采集交流三相电压，与阈值实时比对预测可能发生的换相失败，一旦预测到有发生换相失败的可能，则会通过调节逆变侧触发角指令值实现提前触发，有助于抑制换相失败的发生。

触发角指令值的调节大小是否合理决定了直流系统抑制换相失败能力。但是，由于现有的触发角调节量是根据PI调节给出的数值，在故障初期的反应速度较慢，导致换相失败的概率较高。

发明内容

本发明的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中触发角调节量是根据PI调节给出的数值，在故障初期的反应速度较慢，导致换相失败的概率较高的技术缺陷。

本发明提供了一种基于触发角自适应调节的换相失败控制方法，所述方法包括：

确定交流侧三相电压中是否有幅值低于幅度额定值的故障相电压；

若有，则获取所述故障相电压的幅值跌落程度及电压相位偏移量；

基于所述故障相电压的幅值跌落程度及电压相位偏移量，确定所述故障相电压与相邻相电压之间的换相电压过零点偏移量和换相角变化量；

对所述换相电压过零点偏移量和所述换相角变化量进行求和，得到逆变侧触发角提前量；

将所述触发角提前量补偿至触发角指令值上，所述触发角指令值用于抑制换相失败。

可选地，所述获取所述故障相电压的幅值跌落程度及电压相位偏移量的步骤，包括：

根据所述故障相电压的幅值、相位，以及所述幅度额定值、相位额定值，计算所述故障相电压的幅值跌落程度和电压相位偏移量。

可选地，所述基于所述故障相电压的幅值跌落程度及电压相位偏移量，确定所述故障相电压与相邻相电压之间的换相电压过零点偏移量的步骤，包括：

获取换流母线相电压幅值，以及所述故障相电压与相邻相电压相交时，所述相邻相电压的电压值；

基于所述换流母线相电压幅值、所述故障相电压的幅值跌落程度、所述电压相位偏移量，以及所述相邻相电压的电压值，确定所述故障相电压与所述相邻相电压之间的换相电压过零点偏移量。

可选地，所述基于所述故障相电压的幅值跌落程度及电压相位偏移量，确定所述故障相电压与相邻相电压之间的换相角变化量的步骤，包括：