技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种基于SVG补偿换相电流的SLCC换相失败抑制方法及装置。
相关背景技术
[0002] 在高压直流输电系统中，SLCC(Single Line Commuted Converter)换流技术是其中一种常用的换流方式之一。现有技术中提出一种使用SVG替代无源滤波装置进行换流站无功补偿和谐波滤除的SLCC‑HVDC方案。LCC在交流故障发生、电网电压跌落时存在换相失败风险，换相失败的发生将导致直流传输功率大幅波动，并且电网电压进一步跌落，甚至发生连续换相失败，严重威胁电网安全稳定运行。如图1所示，为抑制SLCC换相失败风险，现有方法为在故障期间将SVG转为的交流电压控制模式，根据交流电网电压跌落情况向交流系统补偿无功功率。然而，由于SVG容量有限，严重交流故障下其补偿功率已达限幅值，无法进一步改善交流电压，因此该方案抑制换相失败的效果有限。
具体实施方式
[0065] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0066] 实施例一：
[0067] 如图2所示，本发明实施例提供了一种SLCC‑HVDC系统的结构示意图；该系统送端为常规LCC换流站，受端为LCC+SVG的新型换流站。在新型换流站中，SVG负责LCC的无功功率补偿和谐波电流滤除，SVG的结构示意图和基本控制原理图如图3、图4所示。
[0068] 常规稳态运行过程中，SLCC系统中LCC的换相过程如图5所示，其中，α为LCC触发角，μ为LCC换相重叠角。换相过程中，LCC的换相电流可表示为：
[0069]
[0070] 式中，iaca为交流电网a相电流，isa为SVG补偿电流。Vac为交流侧线电压有效值，ω1为系统基波频率，KT为换流变压器变比，LC为换流变压器漏感。由上式可知，LCC的换相电流iCa由交流电网iaca和SVG共同提供，且交流电网提供的换相电流大小与交流电网电压有效值成正比。交流故障后，电网电压跌落，交流电网为LCC提供的换相电流将减小，SLCC换相重叠角μ会有所增大。再加上交流故障带来的电网电压波动将使LCC锁相环相位和触发角同样出现波动，使得故障阶段晶闸管触发时间滞后，因此SLCC存在换相失败风险。为了抑制抑制SLCC换相失败风险，背景技术中已经介绍了现有方法为在故障期间将SVG转为的交流电压控制模式。
[0071] 如图6所示，本发明实施例提供了一种基于SVG补偿换相电流的SLCC换相失败抑制方法，包括以下步骤：
[0072] 步骤S1、获取LCC的换相电流isd,isq和换相电压vcd,vcq，将所述换相电流isd,isq乘以预设的比例系数Kcm得到换相参考电流
[0073] 所述获取LCC的换相电流isd,isq和换相电压vcd,vcq包括：
[0074] 采集LCC的换相电流isj和换相电压vcj,j＝a,b,c；
[0075] 对所述LCC换相电流isj和所述换相电压vcj进行abc/dq变换得到dq轴下的换相电流isd,isq和换相电压vcd,vcq；
[0076] 将所述换相电流isd,isq通过低通滤波器得到最终的换相电流isd,isq。
[0077] 步骤S2、获取SVG的电压外环输出的基频电流 谐波检测输出的谐波电流相间电压均衡控制输出的控制电流 并与所述换相参考电流 相加生成SVG的参考电流
[0078] 基频电流 谐波电流 控制电流 如图4所示，从SVG中获取，为现有技术，此处不做过多赘述。
[0079] 步骤S3、将所述参考电流 所述换相电压vcd,vcq和额外的比例环节投入SVG的电流内环解耦得到控制信号mpd,mpq。
[0080] 具体的，所述将所述参考电流 和额外的比例环节投入SVG的电流内环得到控制信号mpd,mpq包括：
[0081] 将所述参考电流 和所述换相电流isd,isq作差并分别通过PI控制器和额外的比例环节后相加，得到驱动信号vsd1,vsq1：
[0082]
[0083] 式中，Kp,Ki为比例调节系数和积分调节系数；
[0084] 根据所述换相电流isd,isq计算驱动信号vsd2,vsq2：
[0085]
[0086] 式中，ω,Led为SVG的交流侧角频率和交流侧等值电感；
[0087] 根据所述驱动信号vsd1,vsq1,vsd2,vsq2和所述换相电压vcd,vcq计算控制信号mpd,mpq：
[0088]
[0089] 所述控制信号mpd,mpq经过dq/abc变换得到三相调制信号mpj,j＝a,b,c。
[0090] 基于电磁暂态仿真对比现有方法和发明所提方法抑制换相失败效果，设置SLCC受端交流系统发生持续150ms的三相交流短路故障，交流电压有效值跌落至0.76pu，交流系统电压有效值、SLCC交流侧及电网电流波形、SLCC直流侧电压电流波形如图7‑图20所示。现有方法在交流故障发生后，即使SVG增发了无功电流，补偿的电流有效值上升至限幅值1.2pu，SLCC仍然发生了换相失败，熄弧角跌落至0度。采用本实施例所提方法后，SVG没有增发无功电流，经过一段暂态过程后补偿的电流有效值回到1pu左右，而SLCC没有发生换相失败，熄弧角最低为12度，表明系统仍有一定的换相裕度。仿真结果表明，本发明提出的方法能够有效增强SVG的换相失败抑制能力，同时也降低了其功率容量需求。
[0091] 实施例二：
[0092] 本发明实施例提供了一种基于SVG补偿换相电流的SLCC换相失败抑制装置，包括：
[0093] 换相电流处理模块，用于获取LCC的换相电流isd,isq和换相电压vcd,vcq，将所述换相电流isd,isq乘以预设的比例系数Kcm得到换相参考电流
[0094] 参考电流处理模块，用于获取SVG的电压外环输出的基频电流 谐波检测输出的谐波电流 相间电压均衡控制输出的控制电流 并与所述换相参考电流 相加生成SVG的参考电流
[0095] 控制信号处理模块，用于将所述参考电流 所述换相电压vcd,vcq和额外的比例环节投入SVG的电流内环解耦得到控制信号mpd,mpq。
[0096] 其中，所述将所述参考电流 和额外的比例环节投入SVG的电流内环得到控制信号mpd,mpq包括：
[0097] 将所述参考电流 和所述换相电流isd,isq作差并分别通过PI控制器和额外的比例环节后相加，得到驱动信号vsd1,vsq1：
[0098]
[0099] 式中，Kp,Ki为比例调节系数和积分调节系数；
[0100] 根据所述换相电流isd,isq计算驱动信号vsd2,vsq2：
[0101]
[0102] 式中，ω,Led为SVG的交流侧角频率和交流侧等值电感；
[0103] 根据所述驱动信号vsd1,vsq1,vsd2,vsq2和所述换相电压vcd,vcq计算控制信号mpd,mpq：
[0104] 。
[0105]
[0106] 实施例三：
[0107] 基于实施例一，本发明实施例提供了一种电子设备，其特征在于，包括处理器及存储介质；
[0108] 所述存储介质用于存储指令；
[0109] 所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据上述SLCC换相失败抑制方法的步骤。
[0110] 实施例四：
[0111] 基于实施例一，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述SLCC换相失败抑制方法的步骤。
[0112] 实施例五：
[0113] 基于实施例一，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述SLCC换相失败抑制方法的步骤。
[0114] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD‑ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0115] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0116] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0117] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0118] 以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
