專利名稱：逆變側(cè)最小換相裕度控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種逆變側(cè)最小換相裕度(AMIN)控制器。
背景技術(shù)：
多饋入直流大受端電網(wǎng)在地域狹小，用電量大的區(qū)域越來約常見。多饋入直流大受端電網(wǎng)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)緊密，多回直流之間電氣距離較近。如果出現(xiàn)交流系統(tǒng)故障后易引發(fā)多回直流同時(shí)故障，而多回直流的故障及其恢復(fù)過程又將對交流系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊，這種交直流間的交互作用給受端電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來巨大挑戰(zhàn)。為確保多饋入直流大受端電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，迫切需要針對多饋入直流大受端
電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行機(jī)制。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在提出一種用于穩(wěn)定直流輸電線路工作狀態(tài)的逆變側(cè)最小換相裕度控制器。根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，提出一種逆變側(cè)最小換相裕度控制器，包括換相裕度檢測器、剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器、點(diǎn)火控制器和換相監(jiān)測器。換相裕度檢測器連接到逆變側(cè)電路，檢測逆變側(cè)的當(dāng)前換相裕度值。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器連接到逆變側(cè)電路，根據(jù)逆變側(cè)電路的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)并調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。點(diǎn)火控制器連接到換相裕度檢測器和剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器，點(diǎn)火控制器根據(jù)當(dāng)前換相裕度值和調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)產(chǎn)生點(diǎn)火指令，點(diǎn)火控制器連接到逆變側(cè)電路。換相監(jiān)測器連接到逆變側(cè)電路，換相監(jiān)測器監(jiān)測逆變側(cè)電路的換相故障，換相監(jiān)測器連接到剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器包括剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)計(jì)算器和剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)計(jì)算器連接到逆變側(cè)電路，根據(jù)逆變側(cè)電路的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器連接到換相監(jiān)測器，剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，換相監(jiān)測器包括故障監(jiān)測器和計(jì)數(shù)器。故障監(jiān)測器連接到逆變側(cè)電路，監(jiān)測逆變側(cè)電路的換相故障。計(jì)數(shù)器連接到故障監(jiān)測器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)換相故障的次數(shù)，并根據(jù)換相故障的次數(shù)產(chǎn)生調(diào)節(jié)指令，調(diào)節(jié)指令發(fā)送給剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器。本實(shí)用新型的逆變側(cè)最小換相裕度控制器對逆變側(cè)的換相裕度和時(shí)壓區(qū)域參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，在換相裕度偏低時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié)逆變側(cè)電流，在換相裕度過低時(shí)及時(shí)調(diào)整時(shí)壓區(qū)域參數(shù)值，該逆變側(cè)最小換相裕度控制器能夠降低連續(xù)換相失敗的可能性。

圖I揭示了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的逆變側(cè)最小換相裕度控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。[0010]圖2揭示了換相裕度的電壓電流特性圖。
具體實(shí)施方式
圖I揭示了根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例的逆變側(cè)最小換相裕度控制器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，該逆變側(cè)最小換相裕度控制器100包括換相裕度檢測器102、剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104、點(diǎn)火控制器106和換相監(jiān)測器108。換相裕度檢測器102連接到逆變側(cè)電路200，換相裕度檢測器102檢測逆變側(cè)的當(dāng)前換相裕度值。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104連接到逆變側(cè)電路200，剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104根據(jù)逆變側(cè)電路200的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)并調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104包括剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)計(jì)算器103和剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器105。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)計(jì)算器103連接到逆變側(cè)電路200，剩余時(shí)壓 區(qū)域參數(shù)計(jì)算器103根據(jù)逆變側(cè)電路200的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器105連接到換相監(jiān)測器108，剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器105根據(jù)來自換相監(jiān)測器108的指令調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。點(diǎn)火控制器106連接到換相裕度檢測器102和剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104，點(diǎn)火控制器106根據(jù)當(dāng)前換相裕度值和調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)產(chǎn)生點(diǎn)火指令，點(diǎn)火控制器106連接到逆變側(cè)電路200，點(diǎn)火控制器106產(chǎn)生的點(diǎn)火指令發(fā)送給逆變側(cè)電路200用于控制逆變側(cè)電流。換相監(jiān)測器108連接到逆變側(cè)電路200，換相監(jiān)測器108監(jiān)測逆變側(cè)電路200的換相故障，換相監(jiān)測器108連接到剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104。在一個(gè)實(shí)施例中，換相監(jiān)測器108包括故障監(jiān)測器107和計(jì)數(shù)器109。故障監(jiān)測器107連接到逆變側(cè)電路200，故障監(jiān)測器107監(jiān)測逆變側(cè)電路200的換相故障。計(jì)數(shù)器109連接到故障監(jiān)測器107，計(jì)數(shù)器109計(jì)數(shù)換相故障的次數(shù)，并根據(jù)換相故障的次數(shù)產(chǎn)生調(diào)節(jié)指令，調(diào)節(jié)指令發(fā)送給剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器104，更加準(zhǔn)確地說，調(diào)節(jié)指令發(fā)送給剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器105。本實(shí)用新型的逆變側(cè)最小換相裕度控制器的工作原理如下當(dāng)直流電流從一個(gè)閥換相到另一個(gè)閥的過程發(fā)生時(shí)，在同一換相群的三個(gè)閥中有兩個(gè)閥會同時(shí)導(dǎo)通較短的時(shí)間，這段時(shí)間就是疊弧時(shí)間。因?yàn)榫чl管為半控元件，所以在這段疊弧時(shí)間內(nèi)，即將退出導(dǎo)通的閥必須承受一定的反向電壓，使得閥阻斷能力完全恢復(fù)，才能安全關(guān)斷。因此定義從疊弧結(jié)束到換相電壓過零點(diǎn)的剩余的電壓-時(shí)間區(qū)域，以下稱為剩余時(shí)壓區(qū)域?yàn)槟孀儌?cè)的換相裕度，圖2揭示了換相裕度的電壓電流特性圖。在圖2中，Ik和Is所示為閥電流，U為換相電壓，F(xiàn)為點(diǎn)火觸發(fā)線，A為換相區(qū)域，AMIN(Area Minimum)為換相裕度。換相裕度檢測器用于檢測逆變側(cè)的當(dāng)前換相裕度AMIN_CALC，為了減小換相失敗的可能，需要控制確保當(dāng)前換相裕度AMIN_CALC不能低于設(shè)定值。當(dāng)前換相裕度AMIN_CALC由以下公式計(jì)算得到AMIN — CALC = Uac fχ- χ- 2iddx = Uac (I + cos a) - 2iddx
—sin Cir 1sin a其中，Ua。為當(dāng)前時(shí)刻交流電壓瞬時(shí)標(biāo)么值，α為當(dāng)前時(shí)刻所對應(yīng)的點(diǎn)火角，4為等值換相電抗。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器中的剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)計(jì)算器計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)AMINREF,剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)AMINREF作為當(dāng)前換相裕度AMIN_CALC的設(shè)定值。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)AMINREF按以下公式計(jì)算得到AMINREF - sin X · = I - cos χ0
J^~/o其中，Ytl為允許的最小熄弧角。 點(diǎn)火控制器將AMIN_CALC與AMINREF相比較，如果AMIN_CALC低于AMINREF，為了防止換流器閥的換相-時(shí)間區(qū)域過小，點(diǎn)火控制器立即發(fā)出點(diǎn)火指令。換相監(jiān)測器中的故障監(jiān)測器監(jiān)測逆變側(cè)的換相失敗故障，如果檢測到交流系統(tǒng)換相失敗故障，則增大AMINREF，以減小發(fā)生連續(xù)換相失敗的幾率。換相監(jiān)測器中的計(jì)數(shù)器對換相失敗的次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如果出現(xiàn)了連續(xù)的換相失敗，比如計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)的失敗次數(shù)超出了設(shè)定的閾值，則發(fā)出調(diào)節(jié)指令使得剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器迅速增大AMINREF，以避免發(fā) 生連續(xù)的換相失敗。本實(shí)用新型的逆變側(cè)最小換相裕度控制器對逆變側(cè)的換相裕度和時(shí)壓區(qū)域參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，在換相裕度偏低時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié)逆變側(cè)電流，在換相裕度過低時(shí)及時(shí)調(diào)整時(shí)壓區(qū)域參數(shù)值，該逆變側(cè)最小換相裕度控制器能夠降低連續(xù)換相失敗的可能性。
權(quán)利要求1.一種逆變側(cè)最小換相裕度控制器，其特征在于，包括 換相裕度檢測器，連接到逆變側(cè)電路，檢測逆變側(cè)的當(dāng)前換相裕度值； 剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器，連接到逆變側(cè)電路，根據(jù)逆變側(cè)電路的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)并調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)； 點(diǎn)火控制器，連接到換相裕度檢測器和剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器，點(diǎn)火控制器根據(jù)當(dāng)前換相裕度值和調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)產(chǎn)生點(diǎn)火指令，點(diǎn)火控制器連接到逆變側(cè)電路；換相監(jiān)測器，連接到逆變側(cè)電路，換相監(jiān)測器監(jiān)測逆變側(cè)電路的換相故障，換相監(jiān)測器連接到所述剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器。
2.如權(quán)利要求I所述的逆變側(cè)最小換相裕度控制器，其特征在于，所述剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器包括 剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)計(jì)算器，連接到逆變側(cè)電路，根據(jù)逆變側(cè)電路的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)； 剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器，連接到所述換相監(jiān)測器，剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)所述剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。
3.如權(quán)利要求2所述的逆變側(cè)最小換相裕度控制器，其特征在于，所述換相監(jiān)測器包括 故障監(jiān)測器，連接到逆變側(cè)電路，監(jiān)測逆變側(cè)電路的換相故障； 計(jì)數(shù)器，連接到故障監(jiān)測器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)換相故障的次數(shù)，并根據(jù)換相故障的次數(shù)產(chǎn)生調(diào)節(jié)指令，調(diào)節(jié)指令發(fā)送給所述剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種逆變側(cè)最小換相裕度控制器，包括換相裕度檢測器、剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器、點(diǎn)火控制器和換相監(jiān)測器。換相裕度檢測器連接到逆變側(cè)電路，檢測逆變側(cè)的當(dāng)前換相裕度值。剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器連接到逆變側(cè)電路，根據(jù)逆變側(cè)電路的電壓計(jì)算剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)并調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)。點(diǎn)火控制器連接到換相裕度檢測器和剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器，點(diǎn)火控制器根據(jù)當(dāng)前換相裕度值和調(diào)節(jié)剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)產(chǎn)生點(diǎn)火指令，點(diǎn)火控制器連接到逆變側(cè)電路。換相監(jiān)測器連接到逆變側(cè)電路，換相監(jiān)測器監(jiān)測逆變側(cè)電路的換相故障，換相監(jiān)測器連接到剩余時(shí)壓區(qū)域參數(shù)控制器。
文檔編號H02J1/00GK202550530SQ201220130230
公開日2012年11月21日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者張旭航, 方陳, 楊增輝, 郭強(qiáng) 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司