[发明专利]一种主动换相的混合换流器及其控制方法和装置

说明书

本发明属于电力电子中的换流技术领域，具体涉及一种主动换相的混合换流器及其控制方法和装置。该方法具体包括：基于现有的主动换相的混合换流器，采用增加主动换相的混合换流器直流电压、直流电流控制器直流电压参考值的电压裕度ΔUsubgt;dref/subgt;，以及改变关断角的参考值γsubgt;ref/subgt;的方式改变该控制器输出的触发延时角，从而控制混合换流器，还设置混合换流器各桥臂辅助支路全控型子换流器的延时关断时间为0.01(π‑α)/π和主支路全控型子换流器的延时关断时间为T1，且满足0.01(π‑α)/π‑T1大于主支路半控型晶闸管子换流器最大恢复时间，以减小换流器从交流系统吸收的无功功率，最终实现主动换相的混合换流器低关断角运行控制。

技术领域

本发明属于电力电子中的换流技术领域，具体涉及一种主动换相的混合换流器及其控制方法和装置。

背景技术

常规高压直流输电(LCC-HVDC)技术具有远距离大容量输电、有功功率可控、应用成熟、成本低、损耗小等优势，在世界范围内广泛应用。换流器作为直流输电的核心装备，是实现交、直流电能转换的核心功能单元，其运行可靠性很大程度上决定了特高压直流电网的运行可靠性。但由于常规直流输电技术采用的是无自关断能力的普通晶闸管作为换流器的换流元件，因此LCC-HVDC的运行容易受交流电网的影响，当交流电网发生故障时，LCC-HVDC容易发生换相失败。

主动换相的混合换流器通过对LCC-HVDC的桥臂进行改造，将每个单独的桥臂都改造为由主支路和辅助支路并联构成的桥臂，其中主支路与辅助支路均含有半控型晶闸管换流器，主支路还串联有一个低压大电流全控型换流器，辅助支路还串联有高压小电流全控型换流器，通过全控型换流器的可控关断特性，实现主支路与辅助支路主动换流和不同桥臂间主动换相，从而可以有效避免换相失败发生。改造后的主动换相的混合换流器可以在正常情况下进行换相控制，不能在低关断角的运行工况下控制，导致混合换流器换相失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动换相的混合换流器及其控制方法和装置，用以解决主动换相的混合换流器运行在更低关断角的工况下不能得到有效控制导致换相失败的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种主动换相的混合换流器控制方法，计算混合换流器直流侧的直流电压的实际值减去其参考值的差值以及直流电流的参考值减去其实际值的差值，将两个差值中的最大值经过第一控制器进行闭环调节，进而将闭环调节的结果经过计算得到混合换流器的触发延时角，利用该触发延时角对混合换流器进行控制；

其中，将混合换流器交流母线处吸收的无功功率与零作差经过第二控制器进行闭环调节，闭环调节的结果作为关断角参考值，再利用关断角参考值进行预测型关断角控制以计算得到第一控制器的下限值。

其有益效果为：本发明采用改变关断角参考值的方式，改变以混合换流器直流电压和直流电流为输入的控制器的输出的触发延时角，以减小混合换流器从交流系统吸收的无功功率，最终实现主动换相的混合换流器低关断角运行控制，实现简单，可靠性高，便于工程应用。

进一步地，直流电压的参考值叠加有电压裕度ΔU_dref，且电压裕度满足U_dref+ΔU_dref-0.1＞U_dc，其中U_dc为系统直流电压实际值，U_dref为输入的直流电压参考值。

其有益效果为：本发明还采用增加混合换流器直流电压、直流电流控制器的直流电压裕度，能够实现主动换相的混合换流器低关断角运行控制。

进一步地，在对混合换流器进行控制的过程中，在当前桥臂换相到下个桥臂时，以下个桥臂接收触发导通信号为基准，当前桥臂主支路中的全控型子换流器经过T1延迟时间后关断，其中T1满足0.01(π-α)/π-T1大于主支路半控型晶闸管子换流器最大恢复时间，其中α为混合换流器控制环实时输出的触发延迟角。