[发明专利]一种电网故障下直流输电系统换相失败预防控制方法

权利要求书

1.一种电网故障下直流输电系统换相失败预防控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：从电压过零点时间开始计时，测量电压过零点时间到触发角脉冲作用的时间t′,测量电压过零点时间到对应的阀关断时间的时长t″，确定电压半波内换相角对应的时间区间其中ω为角速度；

步骤2：当交流系统发生故障导致直流换流母线电压跌落时，记录其发生时刻t_f；

步骤3：若t_f不处于内，判断交流故障发生在换相过程前，计算换相过程前发生故障时的临界换相电压值，以此作为换相失败预防控制的启动电压；

步骤4：若t_f处于内，判断交流故障发生在换相过程中，计算换相过程中发生故障时的临界换相电压值，以此作为换相失败预防控制的启动电压；

步骤5：测量直流换流母线三相电压，当换流母线电压小于换相失败预防控制的启动电压时，基于换相失败预防控制的启动电压启动换相失败预防控制；

步骤6：根据故障瞬间的电压跌落量计算触发角调节量，对逆变站触发角进行调节。

2.如权利要求1所述的电网故障下直流输电系统换相失败预防控制方法，其特征在于，所述步骤3中，换相过程前发生故障时的临界换相电压值U_Lth1按下式计算：

式中，L_c为每相的等值换相电感，N为整流站和逆变站每极中的换流器数量，U_r为整流站换流变压器阀侧空载线电压的有效值，α_r为整流站的触发角，R为换流站等值换相电抗和直流线路电阻之和，I_d为直流电流，γ_min为逆变站的临界关断角，β为逆变站的触 发超前角。

3.如权利要求1所述的电网故障下直流输电系统换相失败预防控制方法，其特征在于，所述步骤4中，换相过程中发生故障时的临界换相电压值U_Lth2按下式计算：

U_Lth2＝max{U′_Lth,U″_Lth}

式中，U_L为逆变站阀侧线电压有效值，Δβ＝k_p(γ₀-γ′)，k_p为定关断角控制器比例系数，γ′为电网故障下本次换相过程后的关断角，γ₀为稳态运行条件下的逆变站关断角，L_c为每相的等值换相电感，N为整流站和逆变站每极中的换流器数量，U_r为整流站换流变压器阀侧空载线电压的有效值，α_r为整流站的触发角，R为换流站等值换相电抗和直流线路电阻之和，I_d为直流电流，γ_min为逆变站的临界关断角，β为逆变站的触 发超前角，t_f为电网故障发生时刻，U′_Lth与U″_Lth均为临界换相电压；

电网故障下本次换相过程后的关断角γ′按下式进行计算：

式中，U_Lf为受端电网故障后逆变站阀侧线电压有效值。

4.如权利要求1所述的电网故障下直流输电系统换相失败预防控制方法，其特征在于，所述步骤6中，触发角调节量Δα按下式进行计算：

式中，α₀为稳态运行条件下的逆变站触发角，u_αβ为abc/αβ变换后的逆变站阀侧线电压有效值，u′_αβ为故障下经abc/αβ变换后的逆变站阀侧线电压跌落后的有效值，γ₀为稳态运行条件下的逆变站关断角。