论文部分内容阅读
高压直流输电（High Voltage Direct Current Transmission,HVDC）系统中换相失败（Commutation Failure,CF）是出现频次最高的问题之一。换相失败会造成直流系统电压的减小和电流的上升,严重时可能造成阀控组发生闭锁。一般情况下,一次换相失败发生的频次较多,但在两个换相周期内系统就会继续正常运行。但是,当系统问题比较严重或者控制系统运行不理想时,容易出现多次换相失败的情况。影响换相失败的不是单一因素,且最主要的原因是逆变侧故障使得换相电压降低所引起的谐波电压以及直流电流的变化。为了及早发现换相失败,避免造成更大的危害和损失,如何及时准确的检测出换相失败至关重要。为了研究在实际工程中谐波对换相失败的影响问题,本文基于换相电压时间面积法,研究了谐波对换相面积的影响,以及谐波影响因子对换相失败的影响,并通过分析谐波次数、换相角、以及谐波影响因子的关系,了解到低次谐波对谐波影响因子起关键作用。然后,结合谐波影响因子,推导出了考虑谐波情况下的关断角计算方法,最后,以某电网的一段500k V直流线路为研究对象,在PSCAD仿真平台上进行谐波对换相失败影响的仿真研究,具有很好的工程实用性。为了解决考虑直流电流因素影响下对换相失败的检测精度有待提高的问题,本文基于等距节点的牛顿二次插值法改进了直流电流的预测方法,进而提高了直流电流的预测精度。在此基础上,给出了基于改进后直流因素影响下的换相失败检测方法,通过仿真对比验证了相比于常规直流电流的预测方法来说改进后的直流电流预测方法更具有可行性,以及所提换相失败检测方法在一定程度上的有效性,提高了换相失败的检测精度。为了解决基于谐波和直流电流因素影响下的高压直流换相失败检测问题,本文研究了交流系统故障暂态期间逆变侧的换相过程,根据谐波和直流电流的变化改进了基于关断角比较法的换相失败判断方法,在此基础上,给出了换相失败检测方法,根据故障后的换相电压以及改进后关断角的计算值等电气量设计了换相失败检测流程图。并在PSCAD/EMTDC电力仿真软件上建立了CIGRE HVDC标准测试模型,先后在单一谐波、单一直流电流因素、同时考虑谐波和直流电流两种因素影响下分别对其进行了仿真,通过对比仿真结果,验证了改进后换相失败判断方法的精确性以及该检测方法和检测流程图的有效性。且谐波电压、直流电流以及关断角,根据本文的相关研究内容,都能较为方便的获得,具有很好的工程实用性。