[发明专利]用于高压直流电系统的瞬时功率监控系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年4月29日提交的申请号为10-2014-0051552的在35U.S.C.119和35U.S.C.365下的韩国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及高压直流电(HVDC)瞬时功率监控系统。

背景技术

有两种电力系统互连方法，其一用于照原样互连AC(交流)电力系统，而另一种用于在系统间互连之前将AC电力转换为DC(直流)电力。

最近，人们对在电力系统间互连之前将AC电力转换为DC电力的方法，比对按原样互连AC电力系统的方法更感兴趣。

在韩国，使用电力转换器的HVDC输电系统也安装在济州岛和海南郡之间以互连济州岛和海南郡之间的电力系统。

HVDC输电方法是电传输方法之一，并且表示发电厂产生的高压AC电力被转换为DC电力，该DC电力被传输然后在期望的电力接收区域被再转换为AC电力的供应方法。

DC输电方法具有许多优点。

首先，由于DC电压的大小正好大约是AC电压的最大值的70％，所以HVDC输电系统可以简单地执行装置绝缘，并且由于有低压，因此能够减少安装在各装置中的绝缘器的数量以及铁塔的高度。

由于当HVDC输电系统传输相同功率时，直流方法比交流方法具有更少的输电损耗，因此HVDC输电系统最大的优点在于能够增加输电效率。HVDC输电系统在直流方法中可以比在交流方法中传输两倍以上的电流。

由于HVDC输电系统可以减少线缆损耗及输电线的面积，因此其是有效的且还能够通过连接具有不同电压或频率的两个系统来增强系统的稳定性。

HVDC输电系统对电力传输距离没有限制，并且直流输电方法在超过450Km的陆地电力传输中或超过40Km的水下电力传输中不需要花费高的建造成本。

因此，HVDC输电系统被用于新型可再生能源的电力系统互连方法，尤其用于大型近海风电厂的输电。

由于在诸如中国或印度的其他国家，发电厂和用电者之间的距离为1000Km或更长，所以HVDC输电系统的普及正在迅速地增长。

这种HVDC系统被分类为使用晶闸管阀的电流型HVDC系统及使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)元件的电压型HVDC系统。

家用输电及配电系统已经采用了测量三相电流及三相电压的方法来监控瞬时功率，以用于包括故障电流以及功率通量的全部事件情况的监控，并用于数据采集。在输电/配电点的依赖母线的变电站执行功率的监控，并且还在与母线互连的各供电线上执行功率的监控。

因此，HVDC系统为同样的目的还监控整流器侧的变流器站和逆变器侧的变流器站的交流功率。

图1是用于解释典型的HVDC瞬时功率监控系统的示图。

参照图1，典型的HVDC瞬时功率监控系统1包括可以测量三相电压、三相电流及用于交流电力的监控的相位差的结构，以判定包括输电系统是否正常地工作和故障情况的全部事件情况。

特别地，功率监控及处理单元10包括计算处理单元11和数据处理单元12。通常进行将事件发生时间和当事件情况发生时的电压及电流存储为数据的设计，但是数据处理单元12的数据存储容量有限制。因此，存储了一定期间的数据被操作者通过用户界面单元20自动地或选择性地删除，以确保存储空间。如果在没有确保存储空间时在电力系统中发生了诸如事故或故障的事件，则难以保证分析原因和解决该情况的能力。而且，通过预存数据的随机或批量删除可能难以检查过去历史上的事件数据。

发明内容

实施例提供了高压直流电(HVDC)瞬时功率监控系统，其能够通过用于瞬时功率分析的算法设计来有效地管理数据存储空间。

在一个实施例中，高压直流电(HVDC)瞬时功率监控系统包括：计算处理单元，其接收三相电流和三相电压，从接收的三相电流和三相电压中检测同步相角，并且将三相数据变换为二相数据以输出二相数据；以及数据处理单元，其存储在所述计算处理单元变换的数据。

计算处理单元可以包括同步相角检测单元，其从所述三相电流和三相电压中检测同步相角。

所述计算处理单元可以包括瞬时功率三相至二相变换处理单元，其对所述三相数据执行一次变换和二次变换。

所述瞬时功率三相至二相变换处理单元可以通过与所述一次变换对应的克拉克变换将所述三相数据变换为二相笛卡尔坐标系数据，并且通过与所述二次变换对应的帕克变换将通过所述一次变换获得的数据变换为二相旋转同步坐标系。

帕克变换可以基于由所述同步相角检测单元检测的同步相角来执行。