[发明专利]一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法

说明书

本发明公开一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，包括：步骤S1，检测到交流故障后，基于设定周期的逆变侧三相电压数据，拟合下一周期的三相电压并转换为线电压形式；步骤S2，根据线电压形式，预测下一周期内各个换相过程所对应的换相电压过零点时刻；步骤S3，在下一周期内各换相过程起始时刻，估算出各换相过程的换相结束时刻；步骤S4，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值；步骤S5，将所述熄弧角预测值与实测型控制策略实测的熄弧角取小后作为改进后定熄弧角控制的输入。本发明能有效抑制直流系统连续换相失败，在一定程度上解决了定熄弧角控制响应速度与控制精度之间的矛盾问题。

技术领域

本发明涉及电力系统安全分析与控制技术领域，尤其涉及一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法。

背景技术

我国能源中心和负荷重心在地理上呈现逆向分布的特点，为有效解决能源的跨区域传输问题，基于电网换相换流器型的高压直流输电系统因其在大容量远距离传输上的优势得到了广泛的应用。多回直流密集接入同一交流电网，形成了复杂的多馈入系统，对电力系统的安全稳定运行形成了新的挑战。

换相失败是直流输电系统最常见的故障之一，单次换相失败将及连续换相失败对直流线路功率传输、无功电压稳定、暂态稳定等方面造成了不利影响。定熄弧角控制是高压直流输电系统抑制换相失败的主要控制策略之一，但当前针对实测型和预测型控制的研究仍未能有效解决其在响应速度与控制精度之间存在的矛盾问题，抑制连续换相失败的控制效果有待进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提出一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，以有效抑制直流系统的连续换相失败。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种抑制连续换相失败的定熄弧角控制改进方法，包括：

步骤S1，检测到交流故障后，基于设定周期的逆变侧三相电压数据，拟合下一周期的三相电压并转换为线电压形式；

步骤S2，根据所述线电压形式，预测所述下一周期内各个换相过程所对应的换相电压过零点时刻；

步骤S3，在所述下一周期内各换相过程起始时刻，估算出各换相过程的换相结束时刻；

步骤S4，根据所述换相电压过零点时刻和换相结束时刻，计算得到各换相过程的熄弧角预测值；

步骤S5，将所述熄弧角预测值与实测型控制策略实测的熄弧角取小后作为改进后定熄弧角控制的输入。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

步骤S11，采用对称分量法将频域内三相电压分解为正、负、零三序分量F_na(ζ)(k)，基于暂态响应一般函数形式，采用最小二乘法拟合确定该函数形式的系数：

其中，θ′_n(ξ)、θ″_n(ξ)分别表示ψ_n的拟合系数；fit是基于最小二乘法原理的非线性拟合函数，返回参数θ得到具体的拟合函数ψ；ξ＝1,2,0表示正序、负序和零序分量；j＝k-3,…,k表示根据以第k周期往前四个周期的数据进行函数拟合；

步骤S12，通过拟合出的函数，对下一周期n次频率下三序分量暂态响应的预测：

步骤S13，经对称分量法逆变换和傅里叶级数求和，得到下一周期时域内三相电压数据，将其两两做差转化为线电压形式。

进一步地，所述步骤S2具体包括：根据下式近似求解下一周期内各换相过程的换相电压过零时刻：

其中，m为采样点；fs为采样频率。