CN113285477B - 一种抑制直流输电***换相失败方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制直流输电***换相失败方法，适用于直流输电逆变站的接入***强度判别装置，包括：实时监测交流***的运行状态；其中，运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化；根据交流***的运行状态，确定交流***的***强度；根据***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，能针对性提高逆变站换相裕度，抑制联于弱***时直流发生换相失败，维持直流***稳定。本发明还公开了一种抑制直流输电***换相失败装置。
Description
技术领域
本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种抑制直流输电***换相失败方法及装置。
背景技术
近年来，高压输电技术获得了快速发展，高压输电在远距离、大容量输电和城市中心区输电领域发挥了越来越重要的作用。当采用高压直流输电联接弱交流***时，如海岛交流电网，由于直流***输送的功率占弱交流电网的负荷比例较高，形成了典型的“大直流小交流”的局面。
对于联于弱交流***的直流输电***，在交流侧发生故障时极易发生换相失败。换相失败的本质是逆变侧关断角γ小于晶闸管恢复正向电压阻断能力所需的最小关断角γ0。一般来说，逆变站的γ越大，换流裕度越大，直流***抵御换相失败的能力越强。现有直流输电工程一般配备了换相失败预测控制，如果检测到交流***发生了故障，该功能将快速增大逆变站的触发角，以提前点火，用于防止由交流故障引起换相失败。但是该功能依赖于交流故障检测环节，并且属于暂态情况下的紧急控制，是已发生交流故障后的被动应对措施。
另外，交流***的强度是根据网架结构、发电机投切状态的变化而不断变化的。当全部交流进线连接和发电机投入时，交流***较强，短路比则较大，此时换相失败概率较低。当部分交流进线未连接和发电机未投入时，交流***较弱，短路比则较小，换相失败的概率较高。因此，可以针对交流***强度的变化，研究相适应的抑制直流输电***的换相失败的稳态控制方法，确保直流***的安全稳定运行。
发明内容
本发明实施例提供一种抑制直流输电***换相失败方法及装置，能实现针对性地增大逆变站关断角，提高逆变站抵御换相失败的能力，大大提高了直流***的稳定性。
本发明一实施例提供一种抑制直流输电***换相失败方法，适用于直流输电逆变站的接入***强度判别装置，所述方法包括：
实时监测交流***的运行状态；其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化；
根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度；
根据所述***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ。
作为上述方案的改进，所述根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度，具体包括：
当检测到连接的交流进线不超过第一进线连接阈值，或投入的发电机不超过第一发电机投入阈值时，则判定所述交流***为极弱***；
当检测到连接的交流进线超过所述第一进线连接阈值且不超过第二进线连接阈值，或投入的发电机超过所述第一发电机投入阈值且不超过第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为弱***；
当检测到连接的交流进线超过所述第二进线连接阈值，且投入的发电机超过所述第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为较弱***。
作为上述方案的改进，所述根据所述***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，包括：
当所述交流***为较弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第一增大幅度，生成第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第一控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增第一增大幅度。
作为上述方案的改进，所述根据所述***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，包括：
当所述交流***为弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第二增大幅度，生成第二控制指令，将所述第二控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第二控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大第二增大幅度。
作为上述方案的改进，所述根据所述***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，包括：
当所述交流***为极弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第三增大幅度，生成第三控制指令，将所述第三控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第三控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增第三增大幅度。
本发明另一实施例对应提供了一种抑制直流输电***换相失败装置，包括直流输电逆变站的接入***强度判别装置和控制***；
所述强度判别装置包括实时监测模块、***强度判定模块和增大关断角γ控制策略选取模块；
所述实时监测模块，用于实时监测交流***的运行状态；其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化；
所述***强度判定模块，用于根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度；
所述增大关断角控制策略选取模块，用于根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型；
所述逆变站控制***包括控制模块；所述控制模块，用于响应于所述增大关断角γ控制策略类型，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大相应角度。
作为上述方案的改进，所述***强度判定模块包括极弱***判定单元、弱***判定单元和较弱***判定单元；
所述极弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线不超过第一进线连接阈值，或投入的发电机不超过第一发电机投入阈值时，则判定所述交流***为极弱***；
所述弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线超过所述第一进线连接阈值且不超过第二进线连接阈值，或投入的发电机超过所述第一发电机投入阈值且不超过第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为弱***；
所述较弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线超过所述第二进线连接阈值，且投入的发电机超过所述第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为较弱***。
作为上述方案的改进，所述增大关断角控制策略选取模块包括第一增大关断角控制策略选取单元；所述第一增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为较弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第一增大幅度，生成第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块包括第一增大关断角控制单元；所述第一增大关断角控制单元，用于响应于所述第一控制指令，按所述第一增大幅度控制现有的关断角γ增大相应角度。
作为上述方案的改进，所述增大关断角控制策略选取模块包括第二增大关断角控制策略选取单元；所述第二增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第二增大幅度，生成第二控制指令，将所述第二控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块包括第二增大关断角控制单元；所述第二增大关断角控制单元，用于响应于所述第二控制指令，按所述第二增大幅度控制现有的关断角γ增大相应角度。其中，所述第二增大幅度大于所述第一增大幅度。
作为上述方案的改进，所述增大关断角控制策略选取模块包括第三增大关断角控制策略选取单元；所述第三增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为极弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第三增大幅度，生成第三控制指令，将所述第三控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块包括第三增大关断角控制单元；所述第一增大关断角控制单元，用于响应于所述第三控制指令，按所述第三增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大相应角度。其中，所述第三增大幅度大于所述第二增大幅度。
相比于现有技术，本发明实施例公开一种抑制直流输电***换相失败方法及装置，具有如下有益效果：
通过实时监测交流***的运行状态，其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化，根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度，根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***响应于所述增大关断角控制策略类型指令，这样能实现在交流***运行方式发生变化时能根据交流***强弱选择不同的增大关断角控制策略，能针对性提高逆变站换相裕度，抑制联于弱***时直流发生换相失败，维持直流***稳定。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种抑制直流输电***换相失败方法的流程示意图；
图2是本发明实施例一提供的连接交流电网的直流输电***的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种抑制直流输电***换相失败装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1是本发明实施例一提供的一种抑制直流输电***换相失败方法的流程示意图，所述方法适用于直流输电逆变站的接入***强度判别装置。所述方法包括步骤S101至S103。
S101、实时监测交流***的运行状态；其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化。
需要说明的是，参见图2，是本发明实施例一提供的连接交流电网的直流输电***的结构示意图，该连接交流电网的直流输电***包括含两端换流站的直流输电***，以及各换流站通过交流线路连接的水电厂、火电厂和变电站。为了使交流***安全运行，该接入***强度判别装置实时监测交流***中的交流线路和发电机端口的电流、电压和开关状态信息。直流输电换流站的接入***强度判别装置可接入所述换流站近区交流***检测信息，能便于获取到交流***强度大小。
S102、根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度。
具体的，步骤S102包括：
当检测到连接的交流进线不超过第一进线连接阈值，或投入的发电机不超过第一发电机投入阈值时，则判定所述交流***为极弱***；
当检测到连接的交流进线超过所述第一进线连接阈值且不超过第二进线连接阈值，或投入的发电机超过所述第一发电机投入阈值且不超过第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为弱***；
当检测到连接的交流进线超过所述第二进线连接阈值，且投入的发电机超过所述第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为较弱***。
更具体的，若大部分交流进线正常连接，并且大部分发电机正常投入，交流***强度判别装置判定交流***为较弱***；若一部分交流进线未连接，或者一部分发电机未投入，交流***强度判别装置判定交流***为弱***；若大部分交流进线未连接，或者大部分发电机未投入，交流***强度判别装置判定交流***为极弱***。
S103、根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ。
在一种优选的实施例中，当所述交流***为较弱***时，选取所述增大幅度Δγ为2°，生成第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第一控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大2°。
在一种优选的实施例中，当所述交流***为弱***时，选取所述增大幅度Δγ为4°，生成第二控制指令，将所述第二控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第二控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大4°。
在另一种优选的实施例中，当所述交流***为极弱***时，选取所述增大幅度Δγ为6°，生成第三控制指令，将所述第三控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第三控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大6°。
本发明实施例一提供的一种抑制直流输电***换相失败方法，通过实时监测交流***的运行状态，其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化，根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度，根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，这样能实现在交流***运行方式发生变化时能根据交流***强弱选择不同的增大关断角γ的控制策略，能针对性提高逆变站换相裕度，抑制联于弱***时直流发生换相失败，维持直流***稳定。
实施例二
参见图3，是本发明实施例二提供的一种抑制直流输电***换相失败装置的结构示意图，所述抑制直流输电***换相失败装置20包括直流输电逆变站的接入***强度判别装置21和控制***22；
所述强度判别装置21包括实时监测模块211、***强度判定模块212和增大关断角控制策略选取模块213；
所述实时监测模块211，用于实时监测交流***的运行状态；其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化；
所述***强度判定模块212，用于根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度；
所述增大关断角控制策略选取模块213，用于根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令；
所述控制***22包括控制模块221；所述控制模块221，用于响应于增大关断角γ控制策略类型指令，使逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ。
优选的，所述***强度判定模块212包括极弱***判定单元、弱***判定单元和较弱***判定单元；
所述极弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线不超过第一进线连接阈值，或投入的发电机不超过第一发电机投入阈值时，则判定所述交流***为极弱***；
所述弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线超过所述第一进线连接阈值且不超过第二进线连接阈值，或投入的发电机超过所述第一发电机投入阈值且不超过第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为弱***；
所述较弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线超过所述第二进线连接阈值，且投入的发电机超过所述第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为较弱***。
优选的，所述增大关断角控制策略选取模块213包括第一增大关断角控制策略选取单元；所述第一增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为较弱***时，选取所述增大幅度为第一增大幅度，生成第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块221包括第一增大关断角控制单元；所述第一增大关断角控制单元，用于响应于所述第一控制指令，按所述第一增大幅度控制现有的关断角γ增大相应角度。
优选的，所述增大关断角控制策略选取模块213包括第二增大关断角控制策略选取单元；所述第二增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为弱***时，选取所述增大幅度为第二增大幅度，生成第二控制指令，将所述第二控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块221包括第二增大关断角控制单元；所述第二增大关断角控制单元，用于响应于所述第二控制指令，按所述第二增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大相应角度。其中，所述第二增大幅度大于所述第一增大幅度。
优选的，所述增大关断角控制策略选取模块213包括第三增大关断角控制策略选取单元；所述第三增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为极弱***时，选取所述增大幅度为第三增大幅度，生成第三控制指令，将所述第三控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块221包括第三增大关断角控制单元；所述第三增大关断角控制单元，用于响应于所述第三控制指令，按所述第三增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大相应角度。其中，所述第三增大幅度大于所述第二增大幅度。
本发明实施例二提供的一种抑制直流输电***换相失败装置，通过实时监测交流***的运行状态，其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化，根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度，根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，能针对性提高逆变站换相裕度，抑制联于弱***时直流发生换相失败，维持直流***稳定。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种抑制直流输电***换相失败方法，其特征在于，适用于直流输电逆变站的接入***强度判别装置，所述方法包括：
实时监测交流***的运行状态；其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化；
根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度；
根据所述***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ；
其中，所述根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度，具体包括：
当检测到连接的交流进线不超过第一进线连接阈值，或投入的发电机不超过第一发电机投入阈值时，则判定所述交流***为极弱***；
当检测到连接的交流进线超过所述第一进线连接阈值且不超过第二进线连接阈值，或投入的发电机超过所述第一发电机投入阈值且不超过第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为弱***；
当检测到连接的交流进线超过所述第二进线连接阈值，且投入的发电机超过所述第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为较弱***；
根据所述***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型指令，以使所述逆变站控制***控制现有的关断角γ增大幅度Δγ，包括：
当所述交流***为较弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第一增大幅度，生成第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第一控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大第一增大幅度；
当所述交流***为弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第二增大幅度，生成第二控制指令，将所述第二控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第二控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大第二增大幅度；
当所述交流***为极弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第三增大幅度，生成第三控制指令，将所述第三控制指令发送至所述逆变站控制***，以使所述逆变站控制***响应于所述第三控制指令，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大第三增大幅度。
2.一种抑制直流输电***换相失败装置，其特征在于，包括直流输电逆变站的接入***强度判别装置和控制***；
所述强度判别装置包括实时监测模块、***强度判定模块和增大关断角γ控制策略选取模块；
所述实时监测模块，用于实时监测交流***的运行状态；其中，所述交流***的运行状态包括交流***侧短路电流元件的运行状态、所述直流输电逆变站近区交流***网架结构、发电机投切及容量的变化；
所述***强度判定模块，用于根据所述交流***的运行状态，确定所述交流***的***强度；
所述增大关断角控制策略选取模块，用于根据所述交流***的***强度，选取投入增大关断角γ的控制策略和增大幅度Δγ，后向所述直流输电逆变站的控制***发送对应的增大关断角γ控制策略类型；
所述逆变站控制***包括控制模块；所述控制模块，用于响应于所述增大关断角γ控制策略类型，按所述增大幅度Δγ控制现有的关断角γ增大相应角度；
其中，所述***强度判定模块包括极弱***判定单元、弱***判定单元和较弱***判定单元；
所述极弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线不超过第一进线连接阈值，或投入的发电机不超过第一发电机投入阈值时，则判定所述交流***为极弱***；
所述弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线超过所述第一进线连接阈值且不超过第二进线连接阈值，或投入的发电机超过所述第一发电机投入阈值且不超过第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为弱***；
所述较弱***判定单元，用于当检测到连接的交流进线超过所述第二进线连接阈值，且投入的发电机超过所述第二发电机投入阈值时，则判定所述交流***为较弱***；
所述增大关断角控制策略选取模块包括第一增大关断角控制策略选取单元；所述第一增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为较弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第一增大幅度，生成第一控制指令，将所述第一控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块包括第一增大关断角控制单元；所述第一增大关断角控制单元，用于响应于所述第一控制指令，按所述第一增大幅度控制现有的关断角γ增大相应角度；
所述增大关断角控制策略选取模块包括第二增大关断角控制策略选取单元；所述第二增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第二增大幅度，生成第二控制指令，将所述第二控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块包括第二增大关断角控制单元；所述第二增大关断角控制单元，用于响应于所述第二控制指令，按所述第二增大幅度控制现有的关断角γ增大相应角度；其中，所述第二增大幅度大于所述第一增大幅度；
所述增大关断角控制策略选取模块包括第三增大关断角控制策略选取单元；所述第三增大关断角控制策略选取单元，用于当所述交流***为极弱***时，选取所述增大幅度Δγ为第三增大幅度，生成第三控制指令，将所述第三控制指令发送至所述逆变站控制***；
所述控制模块包括第三增大关断角控制单元；所述第三增大关断角控制单元，用于响应于所述第三控制指令，按所述第三增大幅度控制现有的关断角γ增大相应角度；其中，所述第三增大幅度大于所述第二增大幅度。
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