久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

基于閥電壓或閥電流的hvdc換相失敗故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，包括以下步驟：分析換相失敗機(jī)理與換相失敗影響因素；進(jìn)行換相失敗過程分析，確定換相失敗判據(jù)；建立HVDC模型逆變側(cè)等效電路，確定換相失敗臨界電感值；仿真驗(yàn)證診斷結(jié)果是否正確。本發(fā)明提出基于換流閥電壓或閥電流快速診斷換相失敗的方法，理論分析和仿真結(jié)果證明了該方法的準(zhǔn)確性和有效性，不存在診斷盲區(qū)，且該方法原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
【專利說明】基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法。

【背景技術(shù)】
[0002] HVDC憑借輸送容量大、功率調(diào)節(jié)迅速靈活、可靠性高、非同步聯(lián)絡(luò)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)， 近年來在遠(yuǎn)距離大容量輸電和大區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)中發(fā)揮著越來越重要的作用 [η]。換相失 敗是HVDC系統(tǒng)最常見的特有故障之一，會導(dǎo)致直流電壓跌落、直流電流突增、直流輸送功 率減小等后果，若無法采取及時(shí)有效的控制措施，還會引發(fā)后繼的換相失敗，甚至是直流閉 鎖，進(jìn)而威脅整個(gè)交直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行 [4_5]。
[0003] 換相失敗的快速準(zhǔn)確診斷是采取有效控制措施的前提。文獻(xiàn)[6]認(rèn)為只有當(dāng)熄弧 角小于固有極限熄弧角，且閥電流連續(xù)、閥電壓連續(xù)為零時(shí)，才會發(fā)生換相失敗，但該觀點(diǎn) 偏保守，從原理上講，滿足三個(gè)條件中的任何一個(gè)時(shí)即可判斷為換相失?。晃墨I(xiàn)[7]詳細(xì)推 導(dǎo)了對稱和非對稱故障下引起換相失敗所需的最小電壓降落的計(jì)算公式，但該臨界值是在 假定交流系統(tǒng)無窮大的前提下，基于換流器的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方程得出的，推導(dǎo)過程中忽略了故障 期間電壓波形畸變對換相失敗的影響，準(zhǔn)確性較差；文獻(xiàn)[8]結(jié)合換相角對換相過程進(jìn)行 分析，得出了換相電壓時(shí)間面積與換相失敗的定量關(guān)系，但其假定換相電壓為正弦值，且故 障期間直流電流和觸發(fā)角為定值；文獻(xiàn)[9]指出通過對直流電流和換流母線電壓的小波分 析，不僅可以有效診斷換相失敗的發(fā)生，還能區(qū)別導(dǎo)致?lián)Q相失敗的故障類型，然而其閾值和 判據(jù)的設(shè)定是與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)相關(guān)的，算法比較復(fù)雜，工程實(shí)現(xiàn)難度大。
[0004] 其中，參考文獻(xiàn)為：
[0005] [1]邵瑤，湯涌·多饋入交直流混合電力系統(tǒng)研究綜述[J]·電網(wǎng)技術(shù)，2009， 33(17) :24-30.
[0006] Shao Yao, Tang Yong. Research survey on multi-infeed AC/DC hybrid power system[J]. Power System Technology,2009,33(17) :24-30 (in Chinese).
[0007] [2]吳萍，林偉芳，孫華東，等.多饋入直流輸電系統(tǒng)換相失敗機(jī)制及特性[J].電 網(wǎng)技術(shù)，2012, 36 (5) :269-273.
[0008] Wu Ping, Lin Weifang, Sun Huadong, et al. Research and electromechanical transient simulation on mechanism of commutation failure in multi-infeed HVDC power transmission system[J]. Power System Technology，2012,36 (5) :269-273 (in Chinese).
[0009] [3]邵瑤，湯涌，郭小江，等.2015年特高壓規(guī)劃電網(wǎng)華北和華東地區(qū)多饋入直流 輸電系統(tǒng)的換相失敗分析[J].電網(wǎng)技術(shù)，2011,35(10) :9-15.
[0010] Shao Yao,Tang Yong,Guo Xiaojiang,et al. Analysis on commutation failures in multi-infeed HVDC transmission systems in North China and East China power grids planned for UHV power grids in2015[J]. Power System Technology,2011, 35(10) ：9-15 (in Chinese).
[0011] [4]邵瑤，湯涌.采用多饋入交互作用因子判斷高壓直流系統(tǒng)換相失敗的方法 [J]·中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012, 32⑷：108-114.
[0012] Shao Yao, Tang Yong. A commutation failure detection method for HVDC systems based on muti-infeed interaction factors[J]. Proceedings of the CSEE, 2012,32(4) ：108-114(in Chinese).
[0013] [5]Changchun Z, Zheng X. Study on commutation failure of multi-infeed HVDC system[C]//Proceedings of International Conference on Power System Technology. Kunming :IEEE/PES,2002 :2462-2466.
[0014] [6]何朝榮，李興源，金小明，等.高壓直流輸電系統(tǒng)換相失敗判斷標(biāo)準(zhǔn)的仿真分 析[J]·電網(wǎng)技術(shù)，2007,31 (1) :20-23.
[0015] He Chaorong, Li Xingyuan, Jin Xiaoming, et al. Simulation analysis on commutation failure criteria for HVDC transmission systems[J]. Power System Technology，2007,31(1) :20-23(in Chinese).
[0016] [7]Thio C V, Davies J B, Kent K L. Commutation failures in HVDC transmission system[J]. IEEE Trans on Power Delivery,1996,11 (2) :946-957.
[0017] [8]王鋼，李志煙，黃敏，等.HVDC輸電系統(tǒng)換相失敗的故障合閘角影響機(jī)理[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2010, 34 (4) :49-54.
[0018] Wang Gang,Li Zhikeng,Huang Min,et al. Influence of initial fault voltage angle on commutation failure identification in a HVDC system[J]. Automation of Electric Power System,2010,34(4) :49-54(in Chinese).
[0019] [9]林凌雪，張堯，鐘慶，等.基于小波能量統(tǒng)計(jì)法的HVDC換相失敗故障診斷[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2007, 31 (23) :61-63.
[0020] Lin Lingxue, Zhang Yao,Zhong Qing,et al. Fault diagnosis of commutation failures in the HVDC system based on a method of wavelet energy statistics[J]. Automation of Electric Power System,2007,31 (23) :61-63(in Chinese).


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故 障診斷方法，本方法分析了換相失敗的機(jī)理和過程，從換相失敗的本質(zhì)特征出發(fā)，并基于 MATLAB提供的HVDC模型進(jìn)行了詳細(xì)的仿真分析，仿真結(jié)果證明了該方法的準(zhǔn)確性和有效 性。
[0022] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0023] -種基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，包括以下步驟：
[0024] (1)分析換相失敗機(jī)理與換相失敗影響因素；
[0025] (2)進(jìn)行換相失敗過程分析，確定換相失敗判據(jù)；
[0026] (3)建立HVDC模型逆變側(cè)等效電路，確定換相失敗臨界電感值；
[0027] (4)仿真驗(yàn)證診斷結(jié)果是否正確。
[0028] 所述步驟（1)中，換相失敗是指換流器的兩個(gè)橋臂結(jié)束換相后，剛退出導(dǎo)通的閥 在反向電壓作用期間，如果正向阻斷能力未能恢復(fù)，或者換相過程一直未能進(jìn)行完畢，則閥 電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檎驎r(shí)，被換相的閥都將向原來預(yù)定退出導(dǎo)通的閥倒換相。
[0029] 所述步驟（1)中，換相失敗會導(dǎo)致本應(yīng)關(guān)斷的閥繼續(xù)導(dǎo)通，應(yīng)該導(dǎo)通的閥關(guān)斷，使 得換流器在下一個(gè)閥開通時(shí)形成直流側(cè)短路，從而引起直流電壓的跌落和直流電流的突 增；逆變器發(fā)生換相失敗的概率大于整流器，整流器只在觸發(fā)電路故障時(shí)才會發(fā)生換相失 敗。
[0030] 所述步驟⑴中，逆變器的熄弧角小于換流閥的固有極限熄弧角Ymin時(shí)會發(fā)生換 相失敗，其中Y min是晶閘管元件中載流子復(fù)合開關(guān)建立P-N結(jié)阻擋層以恢復(fù)正向電壓阻斷 能力所必須的時(shí)間，其大小與可控硅元件參數(shù)有關(guān)，并且隨著施加于可控硅元件上的電壓、 電流的增大而增大，對應(yīng)的電角度取7?10°。
[0031] 所述步驟（1)中，換相失敗的因素包括：受端交流系統(tǒng)故障、控制系統(tǒng)脈沖異常、 觸發(fā)超前角β或熄弧角Y設(shè)定值過小、換流閥短路和直流電流增大，對于多饋入直流輸電 系統(tǒng)，還包括逆變站間的電氣耦合關(guān)系。
[0032] 所述步驟（2)中，換相失敗總是伴隨著某些閥的持續(xù)導(dǎo)通，正常情況下每個(gè)閥僅 導(dǎo)通120°，且持續(xù)時(shí)間至少為一個(gè)周波，表現(xiàn)為對應(yīng)的閥電壓持續(xù)為零、閥電流持續(xù)非零 并保持較高幅值，為1. 5-2. 5倍的額定電流，將其作為換相失敗的本質(zhì)特征，同時(shí)由于易于 測量閥電壓和閥電流，故提出將閥電壓持續(xù)為零或閥電流持續(xù)非零作為換相失敗的新判 據(jù)，即閥電壓持續(xù)為零的時(shí)間t u或閥電流持續(xù)非零的時(shí)間&滿足如下關(guān)系時(shí)，判定發(fā)生了 換相失敗：
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征是：包括以下步 驟： (1) 分析換相失敗機(jī)理與換相失敗影響因素； (2) 進(jìn)行換相失敗過程分析，確定換相失敗判據(jù)； (3) 建立HVDC模型逆變側(cè)等效電路，確定換相失敗臨界電感值； (4) 仿真驗(yàn)證診斷結(jié)果是否正確。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（1)中，換相失敗是指換流器的兩個(gè)橋臂結(jié)束換相后，剛退出導(dǎo)通的閥在反向 電壓作用期間，如果正向阻斷能力未能恢復(fù)，或者換相過程一直未能進(jìn)行完畢，則閥電壓轉(zhuǎn) 變?yōu)檎驎r(shí)，被換相的閥都將向原來預(yù)定退出導(dǎo)通的閥倒換相。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（1)中，換相失敗會導(dǎo)致本應(yīng)關(guān)斷的閥繼續(xù)導(dǎo)通，應(yīng)該導(dǎo)通的閥關(guān)斷，使得換 流器在下一個(gè)閥開通時(shí)形成直流側(cè)短路，從而引起直流電壓的跌落和直流電流的突增；逆 變器發(fā)生換相失敗的概率大于整流器，整流器只在觸發(fā)電路故障時(shí)才會發(fā)生換相失敗。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（1)中，逆變器的熄弧角小于換流閥的固有極限熄弧角Ymin時(shí)會發(fā)生換相失 敗，其中Ymin是晶閘管元件中載流子復(fù)合開關(guān)建立P-N結(jié)阻擋層以恢復(fù)正向電壓阻斷能力 所必須的時(shí)間，其大小與可控硅元件參數(shù)有關(guān)，并且隨著施加于可控硅元件上的電壓、電流 的增大而增大，對應(yīng)的電角度取7?10°。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（1)中，換相失敗的因素包括：受端交流系統(tǒng)故障、控制系統(tǒng)脈沖異常、觸發(fā)超 前角P或熄弧角Y設(shè)定值過小、換流閥短路和直流電流增大，對于多饋入直流輸電系統(tǒng)， 還包括逆變站間的電氣耦合關(guān)系。
6. 如權(quán)利要求1所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（2)中，換相失敗總是伴隨著某些閥的持續(xù)導(dǎo)通，正常情況下每個(gè)閥僅導(dǎo)通 120°，且持續(xù)時(shí)間至少為一個(gè)周波，表現(xiàn)為對應(yīng)的閥電壓持續(xù)為零、閥電流持續(xù)非零并保 持較高幅值，為1. 5-2. 5倍的額定電流，將其作為換相失敗的本質(zhì)特征，同時(shí)由于易于測量 閥電壓和閥電流，故提出將閥電壓持續(xù)為零或閥電流持續(xù)非零作為換相失敗的新判據(jù)，即 閥電壓持續(xù)為零的時(shí)間tu或閥電流持續(xù)非零的時(shí)間&滿足如下關(guān)系時(shí)，判定發(fā)生了換相失 ?。?其中，f為交流系統(tǒng)基波頻率。
7. 如權(quán)利要求1所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（3)中，HVDC逆變側(cè)換流母線發(fā)生故障時(shí)，引起換相失敗所需的最小電壓跌落 的計(jì)算公式為：
其中，Id和1/分別代表額定直流電流和電壓跌落期間的直流電流，Xctu為標(biāo)么值表示 的等值換相電抗，Yo和Y分別代表固有極限熄弧角和正常運(yùn)行時(shí)逆變器熄弧角整定值。
8. 如權(quán)利要求7所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（3)中，建立HVDC模型逆變側(cè)等效電路，將換流母線電壓替換為最小電壓跌落 值，計(jì)算臨界電感值為：
其中，Xeq代表受端交流系統(tǒng)等值電抗，代表換流母線并聯(lián)的無功補(bǔ)償器的容抗，Xf 為三相接地故障的故障電抗。
9. 如權(quán)利要求1所述的基于閥電壓或閥電流的HVDC換相失敗故障診斷方法，其特征 是：所述步驟（4)中，使用MTLAB進(jìn)行逆變側(cè)換流母線三相故障、逆變側(cè)換流母線單相故障 的仿真，進(jìn)行驗(yàn)證。
【文檔編號】G01R31/00GK104267288SQ201410524823
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】云玉新, 劉民 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院