基于阀侧电流时序特征的换流阀电流实时计算方法.pdfVIP

2023 年 4 月 电 工 技 术 学 报 Vol.38 No. 8 第 38 卷第 8 期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr. 2023 DOI: 10.19595/ki.1000-6753.tces.220101 基于阀侧电流时序特征的换流阀电流 实时计算方法 1 2 1 1 李晓华 殷珊珊 李 昊 蔡泽祥 （1. 华南理工大学电力学院 广州 510640 2. 河南科技大学信息工程学院 洛阳 471023 ） 摘要 阀电流是晶闸管型换流器运行状态的直接体现形式。为提升换流器的能观性，该文提 出一种利用阀侧电流时序特征实时计算阀电流的方法。首先，利用交直流电流的时序特性预估每 个阀的导通/ 关断状态。其次，根据阀状态计算换流器的旁通组数，利用多相旁通组间的并联关系， 构造旁通回路方程。最后，计算阀电流，利用阀的单向导电性，校正阀关断状态和阀电流。仿真 和录波结果表明：在不同的阀状态和旁通组数下，所提方法均能准确计算换相失败暂态过程及其 故障恢复期间的阀电流，验证了其有效性。 关键词：阀电流 阀侧电流 时序特征 预估阀状态 旁通回路方程 阀关断状态校正 中图分类号：TM771 流器的控保能力具有重要意义。 0 引言 现有研究关于传统高压直流输电换流器各阀电 换流器是高压直流输电（High Voltage Direct 流的解析相对较少，主要从换流器建模方面研究阀 Current, HVDC ）系统电力变换的核心设备，其性能 电流的计算。文献[8-9] 以三相交流电压瞬时值为输 直接决定电网的运行能力[1-2] 。晶闸管型换流器是非 入量，利用换流阀运行状态与拓扑结构，建立节点 线性元件，交流故障后换流器的运行工况和电流变 电压方程，求出阀电流和阀电压等电气量信息。但 化比较复杂[3] 。当长时间、大容量电流流过换流阀 文献[8-9]简化了换流阀的开关模型，该方法在交直 时，易造成高温，从而导致阀设备的寿命降低或内 流混联电网中不适用。换流阀的导通和关断状态可 部元件的损坏。为保证阀设备的安全、提升换流器 以确定换流器各阀电流的分布，研究者们采用开关 [4] 的能观性 和可靠性，研究换流器运行状态的实时 函数[10-12]对换流器内部运行参数进行了一些研究。 监测是实现阀内部特征反馈到控制系统进行调节的 文献[13-14]将开关函数模型和动态相量模型相结 重要条件。 合，对阀电流进行求解。然而，开关函数不仅受触 目前，换流阀中各种信号和运行状态的测量、 发脉冲的影响，还受其两端电压和流通电流的影响。 采样及控制主要依赖系统内部阀基电子设备的自 当换流器在稳态运行时，开关函数比较稳定，可以 检[5-6] ，缺乏外部实时检测手段。换流阀的运行状态 计算阀电流；在暂态过程中，特别是换相失败及其 只能通过换流器端口的外部信息间接反映[7] ，而暂 故障恢复过程，开关函数无法反映换流阀实际运行 态过程中，换流器端口电气量与换流阀内部特征的 状态，导致