[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

说明书

本发明公开了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，过程如下：采集直流输电系统换流器阀侧三相交流电流、直流电流和换流阀触发脉冲；建立交直流电流与阀电流的节点电流方程；当检测到换流阀触发脉冲的上升沿时，将换流阀的编号进行锁存；根据换流阀的触发脉冲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，求取阀状态；构造阀状态矩阵；判断每相是否存在旁通的状态；通过求三相的阀旁通状态之和，判断旁通相的数量；增补旁通回路电压方程；对换流阀电流进行求解；当计算得到阀电流的值为负时，根据换流阀的单向导电性修正阀状态为截止，否则不修正；再次重复以上步骤计算阀电流。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及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。

背景技术

换流阀是LCC-HVDC直流工程的核心设备，承担交流和直流相互转换的功能。交流故障容易导致换流阀发生换相失败，各个换流阀的电流分布不均匀，换相失败的阀长时间处于过流或过热状态对阀设备的安全极为不利，会造成设备烧坏或使用寿命降低的后果。从换流阀的安全角度考虑，准确获取运行全过程的阀状态和阀电流是保护阀设备和控制协调的前提条件。

由于设备散热、绝缘等工艺设计的原因，实际电网直流工程的换流阀内部无法安装测量元件直接测量阀电流，只能利用换流阀外部的电流互感器测量得到的直流电气量和交流电气量间接表示换流阀的电流导通情况和换流阀的运行状态。正常运行时同相的上、下桥臂不会同时导通，根据电流从高电位阀流入、从低电位流出的工作规律，通过测量到的交流电流的极性特征可以计算得到阀电流和阀状态。然而，当发生交流故障时，同相的上、下桥臂可能会同时导通，换流阀出现单相旁通或多相旁通的运行情况，此时仅仅利用交流电流的极性特征无法求取换流阀电流和阀状态。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，同时为减小对电压的依赖，提供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，此方法得到的阀状态与阀电流可对直流工程的故障分析、控制保护优化等提供有力的支撑。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

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，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；