[发明专利]基于阀侧电流时序特征的换流阀状态与阀电流的求解方法

权利要求书

1.一种基于阀侧电流时序特征的换流阀状态与阀电流的求解方法，其特征在于，所述求解方法包括以下步骤：

S1、采集直流输电系统换流器阀侧三相交流电流i_a、i_b、i_c和直流电流i_dH、i_dN，换流阀触发脉冲FP₁、FP₂、FP₃、FP₄、FP₅、FP₆；

S2、根据直流输电系统换流器的拓扑结构，建立阀侧三相交流电流i_a、i_b、i_c、直流电流i_dH、i_dN与阀电流i_VTm的节点电流方程Ai＝y；

其中，A为阀电流系数矩阵，i为阀电流向量，y为阀侧两端电流向量，i_VTm分别为6个换流阀的电流，m为6个换流阀的编号，m＝1、2、3、4、5、6；

S3、根据步骤S1得到的换流阀的触发脉冲FP₁、FP₂、FP₃、FP₄、FP₅、FP₆，当检测到换流阀的触发脉冲的上升沿时，将换流阀的编号m锁存到寄存器中；

S4、根据步骤S1得到的换流阀的触发脉冲FP₁、FP₂、FP₃、FP₄、FP₅、FP₆和交流电流的幅值特征以及交流电流变化量的特征进行阀状态的导通和截止判别，求取6个换流阀的阀状态S_VT1、S_VT2、S_VT3、S_VT4、S_VT5、S_VT6；

S5、根据步骤S4得到的阀状态，构造阀状态矩阵S：

式中：S_VT1、S_VT2、S_VT3、S_VT4、S_VT5、S_VT6为6个换流阀的阀状态；

S6、通过求每相上、下两阀状态的乘积，判断每相是否存在旁通的状态，每相的阀旁通状态S_a、S_b、S_c为：

式中：S_a表示a相的阀旁通状态，S_b表示b相的阀旁通状态，S_c表示c相的阀旁通状态，S_k＝1表示旁通，S_k＝0表示不旁通，k为a、b、c三相的序号；

S7、对三相的阀旁通状态进行求和，判断旁通相的数量，其中，旁通相的数量S_total表示如下：

S_total＝∑(S_a+S_b+S_c) (G4)；

式中：S_total表示abc三相中旁通相的数量；

S8、根据步骤S7中求得的旁通相的数量与对应相，当S_total＞1时，换流阀存在2条及以上旁通对，增补旁通回路电压方程C_pi＝D_p；其中：C_p为旁通回路电压方程的系数矩阵，i为阀电流向量，D_p为常数向量，p为旁通相的序号；所述步骤S8过程如下：

S81、根据步骤S7中得到的旁通相的数量，当旁通相的数量S_total≤1时，换流阀无旁通对或单相旁通对运行，此时不需要构造旁通回路电压方程，跳到步骤S91，否则，转到步骤S82；

S82、当旁通相的数量S_total＝2时，表明换流阀两相旁通运行，增补旁通回路电压方程C_pi＝D_p，跳到步骤S92，否则，转到步骤S83；其中，

1)若S_a＝S_b，则存在以下关系：

i_VT1+i_VT4＝i_VT3+i_VT6 (G8)

增补旁通回路电压方程C_abi＝D_ab，其中：C_ab＝[1 0 -1 1 0 -1]，D_ab＝[0]，p＝ab，C_ab为ab相旁通时旁通回路电压方程的系数矩阵，D_ab为ab相旁通时旁通回路电压方程的常数向量；

2)若S_a＝S_c，则存在以下关系：

i_VT1+i_VT4＝i_VT2+i_VT5 (G9)

增补旁通回路电压方程C_aci＝D_ac，其中：C_ac＝[1 -1 0 1 -1 0]，D_ac＝[0]，p＝ac，C_ac为ac相旁通时旁通回路电压方程的系数矩阵，D_ac为ac相旁通时旁通回路电压方程的常数向量；

3)若S_b＝S_c，则存在以下关系：

i_VT2+i_VT5＝i_VT3+i_VT6 (G10)

增补旁通回路电压方程C_bci＝D_bc中，C_bc＝[0 1 -1 0 1 -1]，D_bc＝[0]，p＝bc，C_bc为bc相旁通时旁通回路电压方程的系数矩阵，D_bc为bc相旁通时旁通回路电压方程的常数向量；

S83、当旁通相的数量S_total＝3时，表明换流阀三相旁通对运行，增补旁通回路电压方程C_pi＝D_p，跳到步骤S92；同时，存在以下关系：

增补旁通回路电压方程C_abci＝D_abc，其中：D_abc＝[0 0]^T，p＝abc，C_abc为abc相旁通时旁通回路电压方程的系数矩阵，D_abc为abc相旁通时旁通回路电压方程的常数向量；

S9、根据步骤S2和步骤S8，并结合步骤S4对换流阀的阀电流i_VTm进行求解，S9过程如下：

S91、构造基于阀状态特征的状态方程ASi＝y，对系数矩阵求逆计算阀电流i_VTm：

i＝(AS)^-1×y (G12)

式中：i＝[i_VT1 i_VT2 i_VT3 i_VT4 i_VT5 i_VT6]^T；

S92、将Ai＝y与C_pi＝D_p联立，结合阀状态矩阵S构造状态方程ESi＝z，对系数矩阵求逆，计算阀电流i_VTm：

i＝(ES)^-1×z (G13)

式中：i＝[i_VT1 i_VT2 i_VT3 i_VT4 i_VT5 i_VT6]^T，p为旁通相的序号，E为阀电流系数矩阵A和旁通回路电压方程的系数矩阵C_p组成的系数矩阵，z为阀侧两端电流向量y和常数向量D_p组成的向量；

S10、当步骤S9计算的阀电流i_VTm＜0时，考虑换流阀的单向导电性，修正阀状态，将阀状态修正为截止S_VTm＝0，否则，不修正；

S11、重复步骤S5-步骤S10，直至计算得到的阀电流i_VTm≥0。