一種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法

一種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法
【專利摘要】本發明提供一種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法，其特征在于，所述方法包括對多種數據源依次進行分環節實測和整體校核兩個步驟，所述分環節實測依據特高壓直流模型的特點，將控制模塊解耦，一個模塊的參數根據一項試驗數據實測得到；所述整體校核用故障擾動數據，校核電流控制的積分時間常數Ti_I，和低壓限流控制模塊的參數，同時從整體特性上校核其他各環節參數；所述多數據源包括實際電網試驗、實際控保聯調試驗和控保數字模型仿真。本發明提升了直流輸電仿真建模技術水平，解決了特高壓直流仿真計算參數的確定缺乏依據的問題，填補技術空白。
【專利說明】
一種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法
技術領域
[0001] 本發明涉及電力系統仿真與建模技術領域，具體涉及一種特高壓直流多數據源參 數實測和校核方法。
【背景技術】
[0002] 特高壓直流工程連續投運，交直流系統相互影響作用顯著。特高壓直流的暫態特 性與其計算參數關系緊密，因此通過一定的方法獲取準確的計算參數對特高壓直流的機電 暫態仿真具有重要意義。目前國內電力系統規劃和運行計算中廣泛使用的特高壓直流模型 是基于實際工程的控制特性建模的，具有普遍適用性。然而，模型所使用的計算參數卻仍為 一套典型參數，不能夠體現不同直流工程之間的差異性，影響了交直流電網計算的準確性。 主要的限制在于沒有一套完整可行的參數獲取方法。

【發明內容】

[0003] 為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種特高壓直流多數據源參數實測和 校核方法。本發明提升了直流輸電仿真建模技術水平，解決了特高壓直流仿真計算參數的 確定缺乏依據的問題，填補技術空白。
[0004] 為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：
[0005] -種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法，所述方法包括對多種數據源依次 進行分環節實測和整體校核兩個步驟，所述分環節實測依據特高壓直流模型的特點，將控 制模塊解耦，一個模塊的參數根據一項試驗數據實測得到;所述整體校核用故障擾動數據， 校核電流控制的積分時間常數Ti_I，和低壓限流控制模塊的參數，同時從整體特性上校核 其他各環節參數;所述多數據源包括實際電網試驗、實際控保聯調試驗和控保數字模型仿 真。
[0006] 優選的，所述分環節實測包括如下步驟：
[0007] 步驟1-1、根據直流電流階躍試驗數據，實測電流控制模塊參數；
[0008] 步驟1-2、根據直流電壓階躍試驗數據，實測電壓控制模塊參數Kp_V，Ti_V;
[0009] 步驟1-3、根據整流側換流母線三相瞬時性短路試驗數據，實測整流側最小觸發角 控制模塊參數Kl_ra，K2_ra，Cdl，D1，Decr;
[0010] 步驟1-4、根據逆變側換流母線三相瞬時性短路試驗數據，實測換相失敗預測模塊 參數 K_cf，G_cf，Tdn_cf;
[0011] 步驟1-5、根據直流線路短路試驗數據，實測重啟動控制模塊參數Alpha_Ret，Th_ ret,Alpha-Res，Th-Res ο
[0012] 優選的，所述整體校核包括如下步驟：
[0013] 步驟2-1、校核電流控制模塊的積分時間常數Ti_I，通過比較逆變測換流母線三相 瞬時性短路試驗條件下的直流電流動態變化曲線，增大或減小Ti_I以使直流電流的變化趨 勢吻合；
[0014] 步驟2-2、校核低壓限流控制模塊的5個參數，所述參數包括:低壓閾值Udlow、高壓 閾值Udhigh、上升時間常數Tup、下降時間常數Tdn和最小電流Iomin;通過比較逆變測換流 母線三相瞬時性短路試驗條件下的低壓限流輸出I cilim和直流換流器吸收的無功Qhvd。，獲得 低壓限流控制模塊參數的數值。[0015] 優選的，所述步驟1-1中，所述電流控制模塊進行電流指令階躍試驗，階躍量ΔΙ。， 階躍瞬間，根據電流偏差增益值Idiff與電流偏差Id-I。的變化量確定參數Gain:[0016]Cl)[0017]式中：Δ Id為直流電流的增量，Δ I。為直流電流指令的增量，Δ Idiff為直流電流與 指令的偏差增量，Gain為電流控制總增益；[0018] 由于階躍瞬時，直流電流不能突變，有AId = 〇,故：[0019](2)[0020] -次試驗有向下、向上兩次階躍，根據兩次實測值取平均即為最終的參數Gain，如下：[0021][0022](3)[0023][0024]4[0025][0026]<5>[0027]式中，Δ Idiffdn為向下階躍時直流電流與指令的偏差增量，Δ Idiffup為向上階躍時 直流電流與指令的偏差增量；[0028] 階躍瞬間，根據ai_P確定Kp_I:[0029](6)[0030] 式中：ai_P為電流控制模塊比例支路的輸出角度，α廣1為階躍前電流控制模塊輸出 的觸發角指令，Κρ_Ι為電流控制比例增益；[0031] 向下階躍時：[0032]




[0033]向上階躍時： (7)
[0034]
C8；
[0035]
[0036] C9)
[0037] 式中，ai_PdA向下階躍時電流控制模塊比例支路的輸出角度，ai_P up為向上階躍 時電流控制模塊比例支路的輸出角度，Kp_Idn為向下階躍時電流控制比例增益，Kp_I up為向 上階躍時電流控制比例增益。
[0038] 10.優選的，所述步驟1-2中，所述電壓控制模塊進行電壓指令階躍試驗，階躍量Δ Udrrf，忽略積分環節的變化，且直流電壓不突變，故根據輸出觸發角的變化量△ av與電壓指 令的變化量Δ Udref確定Kp_V:
[0039] (10)
[0040] :角度的增量，A Udrrf為直流電壓指令的增 量；
[0041] ：
[0042] CU)
[0043]
[0044] (12)
[0045]
[0046] (13)
[0047]式中，Aavdn為向下階躍時電壓控制模塊的輸出觸發角度的增量，AavupS向上階 躍時電壓控制模塊的輸出觸發角度的增量;將電壓控制積分時間常數Ti_vS置為直流工程 設計值，逐步調整Ti_v，當模型的仿真曲線與實測曲線吻合程度最佳時，則確定Ti_V。
[0048] 優選的，所述步驟1-3中，所述整流側最小觸發角控制模塊進行整流側換流母線三 相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使得故障期間整流側換流母線電壓跌落幅度逐步 增大，根據整流最小觸發角控制模塊的輸出角度a rami變化實測Kl_ra、K2_ra、Cdl、D1，當故 障期間母線電壓等于設定電壓值UaCTl時，Ct raml由零出現第一級輸出角度Ct1，則：
[0049] Kl _ra = Uacr(HJacri (14)
[0050] 式中：Um時為故障前的初始換流母線電壓，Kl_ra為該模塊啟動的第一級交流母 線電壓閾值；
[0051] 當障期間母線電壓等于設定電壓值Uac2時，araml*ai增加為第二級輸出角度 〇2，則：
[0052] K2_ra = UacrO-Uacr2 (15)
[0053] 式中，K2_ra為該模塊啟動的第二級交流母線電壓閾值；
[0054] 相應的有：
[0055] Cdl=Qi (16)
[0056] Dl=Q2 (17)
[0057] 式中，Cdl為第一級角度置位值;Dl為第二級角度置位值；
[0058] 一種特殊情況是，金屬性短路araml僅有一級輸出Ct1，SPa2 = Ct1，有：
[0059] K2_ra=Kl_ra (18)
[0060] Dl = Cdl=Qi (19)
[00611將輸出角下降速率Decr設為工程設計值，逐步調整Decr的大小，當模型的仿真曲 線的arami與實測曲線最為吻合時，則確定Deer。
[0062] 優選的，所述步驟1-4中，所述換相失敗預測模塊進行逆變側換流母線三相瞬時性 短路試驗，逐步減小故障電阻，使故障期間換流母線電壓跌落幅度逐步增大，根據換相失敗 預測模塊的輸出角度Aa變化實測1(_(^和6_(^，當故障期間母線電壓IW等于IW 1時，Δα由 零出現正值，有：
[0063] K_Cf =I-(UaciO-Uacil) (20)
[0064] 式中:Uac^為換流母線初始電壓，K_cf為環節啟動的交流電壓閾值；
[0065] 甚Λ Π龍冊暗；MSfm的爲，丨、值為A1，有：
[0066] (2:1)
[0067] 式中，G_cf為環節電壓增益;將1(_(^、6_(^代入模型，進行相同的短路故障，將角度 下降時間常數Tdn_rf設為工程設計值，逐步調整T dn_rf的大小，當模型的仿真曲線的Δα與實 測曲線最為吻合時，則確定Tdn+rf。
[0068] 優選的，所述步驟1-5中，所述重啟動控制模塊進行直流線路瞬時性短路試驗，若 整流側觸發角α的第一級輸出Saldc;f，維持時間T ldrf，第二級輸出為α2(Μ，維持時間T2drf，有：
[0069] (22)
[0070] 式中，Alpha_Ret為移相角度，Th_Ret為移相時間，Alpha_Res為重啟動角度，Th_ Res為重啟動保持時間。
[0071] 優選的，所述步驟2-1包括如下步驟：
[0072] 步驟2-1-1、比較下降段的起始時刻。和上升段的終止時刻t4,若仿真曲線較實測 曲線超前，t4滯后，則減小參數高壓閾值Udhigh，反之增大；
[0073] 步驟2-1-2、比較下降段的終止時刻〖2和上升段的起始時刻t3,若仿真曲線較實測 曲線t 2超前，t3滯后，則減小參數低壓閾值Udlow，反之增大；
[0074]步驟2-1-3、調整參數Udhigh與Udlow后，比較下降段的斜率kdn，若仿真曲線較實測 曲線平緩，則減小參數下降時間常數Tdn，反之增大；
[0075]步驟2-1-4、調整參數Udhigh與Udlow后，比較上升段的斜率kup，若仿真曲線較實測 曲線平緩，則減小參數上升時間常數Tup，反之增大。
[0076] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
[0077] 本發明提供的特高壓直流多數據源參數實測和校核方法，提升了直流輸電仿真建 模技術水平，解決了特高壓直流仿真計算參數的確定缺乏依據的問題，填補技術空白；
[0078] 本發明與特高壓直流仿真模型相結合，為特高壓直流系統的工程設計，以及含有 特高壓直流的交直流電網的規劃、運行提供了仿真手段與技術支撐。
【附圖說明】
[0079] 圖1是本發明提供的一種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法的流程圖
[0080] 圖2是本發明提供的電流控制模塊邏輯框圖；
[0081]圖3是本發明提供的電壓控制模塊邏輯框圖；
[0082]圖4是本發明提供的整流側最小觸發角控制模塊邏輯框圖；
[0083]圖5是本發明提供的換相失敗預測模塊邏輯框圖；
[0084] 圖6是本發明提供的低壓限流控制模塊輸出示意圖；
[0085] 圖7是本發明提供的電流控制模塊Idlff信號錄波；
[0086] 圖8是本發明提供的電流控制模塊αι_Ρ信號錄波；
[0087] 圖9是本發明提供的電流控制模塊〇1信號錄波；
[0088] 圖10是本發明提供的向下階躍時電壓控制模塊αν信號錄波(局部）；
[0089] 圖11是本發明提供的向上階躍時電壓控制模塊αν信號錄波(局部）；
[0090] 圖12是本發明提供的直流電壓仿真與試驗曲線比較；
[0091] 圖13是本發明提供的整流側最小觸發角控制模塊輸出試驗曲線；
[0092] 圖14是本發明提供的整流側最小觸發角控制模塊輸出仿真與試驗曲線對比；
[0093]圖15是本發明提供的換相失敗預測模塊輸出試驗曲線；
[0094] 圖16是本發明提供的換相失敗預測模塊輸出仿真與試驗曲線對比；
[0095] 圖17是本發明提供的重啟動控制模塊輸出試驗曲線；
[0096] 圖18是本發明提供的直流電流仿真與試驗曲線對比(Ti_I = 0.009);
[0097] 圖19是本發明提供的低壓限流控制模塊輸出仿真與試驗曲線對比(校核前參數）；
[0098] 圖20是本發明提供的低壓限流控制模塊輸出仿真與試驗曲線對比(校核后參數）。
【具體實施方式】
[0099]下面結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
[0100] 基于目前電力系統規劃和運行計算所使用的特高壓直流模型，根據需求提取其中 需要實測校核的參數。該模型對特高壓直流工程實際的控制系統進行簡化、等效，依據機電 暫態仿真需求進行轉化，包括主控制模塊、低壓限流控制模塊、電流控制模塊、電壓控制模 塊、熄弧角控制模塊、整流側最小觸發角控制模塊、換相失敗預測模塊、電壓恢復控制模塊 和重啟動控制模塊。其中，需要確定動態參數的模塊有：電流控制模塊、電壓控制模塊、整流 側最小觸發角控制模塊、換相失敗預測模塊、低壓限流控制模塊和重啟動控制模塊。參數列 表如表1所不。
[0101] 表1特高壓直流模型計算參數列表
[0104] 如圖1所示，為特高壓直流多數據源參數實測和校核方法，步驟如下：
[0105] -是分環節實測。根據模型特性，將上述模塊解耦，一個模塊的參數根據一項試驗 數據實測得到。試驗數據來源于實際電網試驗、實際直流控保聯調試驗或者控保數字模型 的仿真試驗。分環節實測根據環節數量又細分為5個步驟：
[0106] (1)根據直流電流階躍試驗數據，實測電流控制模塊參數Gain，Kp_I;
[0107] (2)根據直流電壓階躍試驗數據，實測電壓控制模塊參數Kp_V，Ti_V;
[0108] (3)根據整流側換流母線三相瞬時性短路試驗數據，實測整流側最小觸發角控制 模塊參數Kl_ra，K2_ra，Cdl，D1，Decr;
[0109] (4)根據逆變側換流母線三相瞬時性短路試驗數據，實測換相失敗預測模塊參數 K_cf，G_cf，Tdn_cf;
[0110] (5)根據直流線路短路試驗數據，實測重啟動控制模塊參數Alpha_Ret，Th_ret， Alpha_Res，Th_Res 〇
[0111] 二是整體校核。采用較大的故障擾動數據，校核電流控制模塊參數Ti_I，和低壓限 流控制模塊的參數Udlow，Udhigh，Tup，Tdn，Iomin。同時從整體特性上校核其他各環節參 數。
[0112] 下面詳細闡述參數實測和校核方法流程。
[0113] 分環節實測
[0114] (1)電流控制模塊
[0115] 電流控制模塊的邏輯框圖如圖2所示。進行電流指令階躍試驗，階躍量ΔΙ。，維持 一定時間后，階躍至初始指令。階躍瞬間，根據電流偏差增益值Idiff與電流偏差Id-I。的變化 量確定參數Gain:
[0116] (1)
[0117] 式中：Δ Id為直流電流的增量，Δ I。為直流電流指令的增量，Δ Idiff為直流電流與 指令的偏差增量，Gain為電流控制總增益；
[0118] 由于階躍瞬時，直流電流不能突變，有AId = 〇,故：
[0119] (2)
[0120] -次試驗有向下、向上兩次階躍，根據兩次實測值取平均即為最終的參數Gain，如
下：
[0121]
[0122] (3)
[0123]
[0124] (4：5
[0125]
[0126] (5)
[0127] 式中，Δ Idiffdn為向下階躍時直流電流與指令的偏差增量，Δ Idiffup為向上階躍時 直流電流與指令的偏差增量；
[0128] 階躍瞬間，根據ai_P確定Kp_I:
[0129]
(6)
[0130] ?角度，α廣1為階躍前電流控制模塊輸出 的觸發
[0131]
[0132] (7)
[0133]
[0134] Cg)
[0135]
[0136] (9)
[0137] 式中，ai_PdA向下階躍時電流控制模塊比例支路的輸出角度，ai_P up為向上階躍時 電流控制模塊比例支路的輸出角度，KP_Idn為向下階躍時電流控制比例增益，Kp_I up為向上 階躍時電流控制比例增益。
[0138] (2)電壓控制模塊
[0139] 11.電壓控制模塊的邏輯框圖如圖3所示。進行電壓指令階躍試驗，階躍量AUdrrf， 忽略積分環節的變化，且直流電壓不突變，故根據輸出觸發角的變化量A av與電壓指令的 變化量Δ Udref確定Kp_V:
[0140] (10)
[0141] 角度的增量，A Udrrf為直流電壓指令的增 量；
[0142]
[0143] (11)
[0144]
[0145] (12)
[0146]
[0147] (13)
[0148] 式中，Aavdn為向下階躍時電壓控制模塊的輸出觸發角度的增量，AavupS向上階 躍時電壓控制模塊的輸出觸發角度的增量;將電壓控制積分時間常數Ti_vS置為直流工程 設計值，逐步調整Ti_v，當模型的仿真曲線與實測曲線吻合程度最佳時，則確定Ti_V。
[0149] (3)整流側最小觸發角控制模塊
[0150] 整流側最小觸發角控制模塊的邏輯框圖如圖4所示。參數含義如下：
[0151] Kl_ra一一該模塊啟動的第一級交流母線電壓閾值；
[0152] K2_ra一一該模塊啟動的第二級交流母線電壓閾值；
[0153] Cdl一一整流側第一級置位角度；
[0154] Dl一一整流側第二級置位角度；
[0155] Decr一一環節退出后輸出角下降速率。
[0156] 該模塊在整流側發生交流故障時啟動，其邏輯為:正常狀態下，整流最小觸發角控 制模塊的輸出角度araml為零；當換流母線電壓幅值U acr低于第一級閾值Kl_ra時，輸出角度 為arami = Cdl;若母線電壓繼續降低至小于第二級閾值K2_ra時，輸出角度為Ciraml = Dl，一般 有Dl 2 Cdl;故障清除，母線電壓恢復至Kl_ra以上，輸出角按照一定的斜率(與Decr相關)逐 漸下降至零。
[0157] 根據上述邏輯，進行整流側換流母線三相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使 得故障期間整流側換流母線電壓跌落幅度逐步增大，根據變化實測Kl_ra、K2_ra、Cdl、 D1。當故障期間母線電壓等于U acrl時，Ctraml由零出現第一級輸出角度Ct1，則：
[0158] Kl _ra = Uacr(HJacri (14)
[0159] 式中:Uw時為故障前的初始換流母線電壓。
[0160]當障期間母線電壓等于Uac2時，Ctram^a1增加為第二級輸出角度吧，則：
[0161] K2_ra = UacrO-Uacr2 (15)
[0162] 相應的有：
[0163] Cdl=Qi (16)
[0164] Dl=Q2 (17)
[0165] -種特殊情況是，金屬性短路araml僅有一級輸出Ct1，SPa 2=Ct1，有：
[0166] K2_ra=Kl_ra (18)
[0167] Dl = Cdl=Qi (19)
[0168] 在特高壓直流機電暫態模型中將上述參數設置為實測值，進行相同的短路故障， 通過擬合法確定參數Decr，即首先將Decr設為工程設計值，逐步調整Decr的大小，當模型的 仿真曲線的a rami與實測曲線最為吻合時，即確定Deer。
[0169] (4)換相失敗預測模塊
[0170]換相失敗預測模塊的邏輯如圖5所示。參數含義如下：
[0171] K_cf一一環節啟動的交流電壓閾值；
[0172] G_cf--環節電壓增益；
[0173] Tdn_cf一一環節退出后角度下降濾波時間常數。
[0174] 進行逆變側換流母線三相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使故障期間換流 母線電壓跌落幅度逐步增大，根據模塊的輸出角度Aa變化實《K_cf^PG_cf。當故障期間母 線電壓U aci等于Uacil時，Δα由零出現正值，有：
[0175] K_Cf =I-(UaciO-Uacil) (20)
[0176] 式中:UaciQ為換流母線初始電壓。
[0178]
[0177] 若A α在故障期間的最小值為Αι，根據圖5,有：
(21)
[0179] 在特高壓直流機電暫態模型中將K_cf、G_cf設置為實測值，進行相同的短路故障， 通過擬合法確定參數Tdn_rf，即首先將T dn_rf設為工程設計值，逐步調整Tdn_rf的大小，當模型 的仿真曲線的Δα與實測曲線最為吻合時，即確定Td n_rf。
[0180] (5)重啟動控制模塊
[0181] 重啟動控制的主要邏輯為:發生直流線路短路故障，整流側控制器調節觸發角移 相至角度Alpha_Ret，并維持時間Th_Ret;隨后，調節觸發角至Alpha_Res進行重啟并維持時 間Th_Res。
[0182] 進行直流線路瞬時性短路試驗，根據整流側觸發角指令值Ctcird的變化實測上述參 數。若*：1。:rd的第一級輸出為aidrf，維持時間Tidrf，第二級輸出為a2drf，維持時間T2dc；f，有：
[0183] (22)
[0184] 整體校核
[0185] (1)校核電流控制模塊參數Ti_I
[0186]首先校核參數Ti_I，進行逆變測換流母線三相瞬時性短路試驗，以典型值代入模 型，比較直流電流動態變化的仿真曲線和實測曲線，增大或減小Ti_I以使直流電流的變化 趨勢吻合。
[0187] (2)校核低壓限流控制模塊參數
[0188] 先給出一組典型參數(可以是設計參數），同樣進行逆變測換流母線三相瞬時性短 路試驗，比較低壓限流的輸出值Icaim和直流換流器吸收的無功Qhvdc，根據實測曲線的變化趨 勢，校核低壓限流控制的五個參數。具體方法結合圖6說明如下。
[0189] 圖6為低壓限流控制模塊輸出Icilim示意圖。其動態過程由三個線段組成：下降段， 保持段，上升段。保持段的值為I 1，有：
[0190] Iomin=Ii (23)
[0191] 第一步，比較下降段的起始時刻tl和上升段的終止時刻t4,若仿真曲線較實測曲線 ti超前，t4滯后，則減小參數Udhigh，反之增大；
[0192] 第二步，比較下降段的終止時刻t2和上升段的起始時刻t3,若仿真曲線較實測曲線 t2超前，t3滯后，則減小參數Udlow，反之增大；
[0193] 第三步，調整參數Udhigh與Udlow后，比較下降段的斜率kdn，若仿真曲線較實測曲 線平緩，則減小參數Tdn，反之增大；
[0194] 第三步，調整參數Udhigh與Udlow后，比較上升段的斜率kup，若仿真曲線較實測曲 線平緩，則減小參數T up，反之增大。
[0195] 進一步比較直流系統的無功功率，對低壓限流控制模塊的參數進一步校核。
[0196] 經過上述的分環節實測和整體校核流程，可以獲得特高壓直流模型的全部計算參 數。該方法基于實際電網試驗、實際控保聯調試驗、控保數字模型仿真等多種數據源完成， 優先采用實際電網試驗數據，對受客觀條件限制現場無法進行的試驗，采用實際控保聯調 試驗和控保數字模型仿真的數據。多數據源之間相互校核，可以確保參數的科學、準確、合 理。
[0197] 以下通過幾個具體的數據實例，對該方法進行具體說明。
[0198] 分環節實測部分
[0199] (1)電流控制模塊
[0200] Idiff錄波如圖7所示。向下階躍時，依據式(3)，有：
[0201]
[0202]
[0203]
[0204]
[0205]
[0206]
[0207]
[0208]
[0209]
[0210]
[0211]
[0212]
[0213]
[0214]
[0215]
[0216]
[0217]
[0218]
[0219]當Ti_v = 0.0005時，仿真與實測的直流電壓曲線最為吻合，如圖12所示。
[0220] (3)整流最小觸發角控制模塊
[0221] 整流側換流母線三相瞬時性短路條件下，Ctraml實測曲線如圖13所示。故障期母線 電壓Uacr = O. 9pu時，araml始終為零;Uacr = O. 8pu時，araml在故障期間為30度，說明模塊啟動， 有：
[0222] Kl_ra = 0.85，Cdl = 30 (33)
[0223] 又Uacr = O.0即金屬性短路時，araml在故障期間亦為30度，依據式(18)，（19)，有：
[0224] K2_ra = 0.85，Dl = 30 (34)
[0225] 通過擬合法確定參數Decr，仿真曲線與實測曲線對比如圖14所示。當Decr = O. 37 時，仿真曲線與實測曲線吻合，因此：
[0226] Decr = O.37 (35)
[0227] (4)換相失敗預測模塊
[0228] 在逆變側換流母線三相瞬時性短路條件下，Δα實測曲線如圖15所示。當故障期間 母線電壓Uaci最低為0.8pu時，模塊不啟動;U aci最低0.7pu時，模塊啟動，初始母線電SUaci0 = 1.0pu，依據式(20)，有：
[0229] K_cf = 0.75 (36)
[0230] 依?忒?.有.
[0231] (37)
[0232] 通過擬合法確定參數Tdn_cf。仿真曲線與實測曲線對比如圖16所示。Tdn_cf = 0.02 時，仿真曲線與實測曲線吻合，則：
[0233] Tdn-Cf = 0.02 (38)
[0234] (5)重啟動控制模塊
[0235] 直流線路短路故障條件下，整流側觸發角實測曲線如圖17所示。依據曲線特征和 式(22)，有：
[0236] (39)
[0237] 塋懷儀核部甘
[0238] 校核電流控制模塊的積分時間常數Ti_I。該值對直流電流Id的變化趨勢有關鍵的 影響。首先給出Ti_I初始值0.007。進行逆變側三相短路試驗，調整Ti_I = 0.009，進一步比 較，，如圖18所示。調整后仿真與實測曲線更為吻合，Ti_I的取值大小對直流電流的橫向時 間位置產生較大影響，取值越小，故障后直流電流下降至零以及開始上升(恢復）的時間均 較早。因此：
[0239] Ti_I = 0.009 (40)
[0240] 校核低壓限流控制模塊的參數。給出初始參數VDCOL參數為Udlow = O. 15，Udhigh = 0.8, Tup = 0.04, Tdn = 0.015, Iomin = O. 345。在初始參數下，逆變側三相短路的仿真曲線 與實測曲線對比如圖19所示。低壓限流的輸出有一定的差距，依據前文給出的校核方法，對 上述參數進行調整，調整后為：
[0241 ] Udlow = O. 25 ,Udhigh = O. 7 ,Tup = 0.0 4, Tdn = 0.0 18, Iomin = O. 345 (41)
[0242] 調整參數后，調整后仿真與實測對比如圖20所示。仿真曲線與實測曲線的吻合程 度得到較大提升。
[0243] 最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然 可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1. 一種特高壓直流多數據源參數實測和校核方法，其特征在于，所述方法包括對多種 數據源依次進行分環節實測和整體校核兩個步驟，所述分環節實測依據特高壓直流模型的 特點，將控制模塊解禪，一個模塊的參數根據一項試驗數據實測得到;所述整體校核用故障 擾動數據，校核電流控制的積分時間常數Ti_I，和低壓限流控制模塊的參數，同時從整體特 性上校核其他各環節參數;所述多數據源包括實際電網試驗、實際控保聯調試驗和控保數 字模型仿真。2. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述分環節實測包括如下步驟： 步驟1-1、根據直流電流階躍試驗數據，實測電流控制模塊參數； 步驟1-2、根據直流電壓階躍試驗數據，實測電壓控制模塊參數； 步驟1-3、根據整流側換流母線Ξ相瞬時性短路試驗數據，實測整流側最小觸發角控制 模塊參數； 步驟1-4、根據逆變側換流母線Ξ相瞬時性短路試驗數據，實測換相失敗預測模塊參 數； 步驟1-5、根據直流線路短路試驗數據，實測重啟動控制模塊參數。3. 根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述整體校核包括如下步驟： 步驟2-1、校核電流控制模塊的積分時間常數Ti_I，通過比較逆變測換流母線Ξ相瞬時 性短路試驗條件下的直流電流動態變化曲線，增大或減小Ti_I W使直流電流的變化趨勢吻 合； 步驟2-2、校核低壓限流控制模塊的5個參數，所述參數包括:低壓闊值Udlow、高壓闊值 IMMgh、上升時間常數化P、下降時間常數Tdn和最小電流lomin;通過比較逆變測換流母線 Ξ相瞬時性短路試驗條件下的低壓限流輸出iDlim和直流換流器吸收的無功Qhvd。，獲得低壓 限流控制模塊參數的數值。4. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-1中，所述電流控制模塊進行電流 指令階躍試驗，階躍量A I。，階躍瞬間，根據電流偏差增益值Idiff與電流偏差Id-I。的變化量 確定參數&ain:(1) 式中：A Id為直流電流的增量，Δ I。為直流電流指令的增量，Δ Idiff為直流電流與指令 的偏差增量，Gain為電流控制總增益； 由于階躍瞬時，直流電流不能突變，有A Id = 0，故：(2) 一次試驗有向下、向上兩次階躍，根據兩次實測值取平均即為最終的參數Gain,如下： 向下階躍時：- (3> 向上階躍時：式中，Δ Idiffdn為向下階躍時直流電流與指令的偏差增量，Δ Idiffup為向上階躍時直流 電流與指令的偏差增量； 階躍瞬間，根據Qi_P確定化_1:(;6) 式中：Qi_P為電流控制模塊比例支路的輸出角度，aiD-i為階躍前電流控制模塊輸出的觸 發角指令，Κρ_Ι為電流控制比例增益； 向下階躍時：式中，ai_Pdn為向下階躍時電流控制模塊比例支路的輸出角度，ai_Pup為向上階躍時電 流控制模塊比例支路的輸出角度，Kp_Idn為向下階躍時電流控制比例增益，Kp_Iup為向上階 躍時電流控制比例增益，<2;^為向上階躍時電流控制模塊輸出的觸發角指令，為向下 階躍時電流控制模塊輸出的觸發角指令。5.根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-2中，所述電壓控制模塊進行電壓 指令階躍試驗，階躍量A Udref，忽略積分環節的變化，且直流電壓不突變，故根據輸出觸發 角的變化量A αν與電壓指令的變化量Δ Udref確定Κρ_ν:(10) 式中：Δαν為電壓控制模塊的輸出觸發角度的增量，AUdref為直流電壓指令的增量； 向下階躍時，ΚΡ_ν為電壓控制比例增益：cm 向上階躍時：式中，化_Vdn為向下階躍時電壓控制比例增益，化_Vup為向上階躍時電壓控制比例增益， Aavdn為向下階躍時電壓控制模塊的輸出觸發角度的增量，Δανυρ為向上階躍時電壓控制模 塊的輸出觸發角度的增量;將電壓控制積分時間常數Ti_v設置為直流工程設計值，逐步調 整Ti_V，當模型的仿真曲線與實測曲線吻合程度最佳時，則確定Ti_V。6. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-3中，所述整流側最小觸發角控制 模塊進行整流側換流母線Ξ相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使得故障期間整流側 換流母線電壓跌落幅度逐步增大，根據整流最小觸發角控制模塊的輸出角度Qraml變化實測 Kl_ra、K2_ra、Cdl、Dl，當故障期間母線電壓等于設定電壓值Uacri時，Qrami由零出現第一級輸 出角度αι，則： Kl_ra 二 UacrO-Uacrl (14) 式中：Uacro時為故障前的初始換流母線電壓，Kl_ra為該模塊啟動的第一級交流母線電 壓闊值； 當障期間母線電壓等于設定電壓值Uacr2時，araml由α?增加為第二級輸出角度02,則： K2_ra = Uacr〇-Uacr2 (15) 式中，K2_ra為該模塊啟動的第二級交流母線電壓闊值； 相應的有： Cdl = ai (16) 01 = 口2 (17) 式中，Cdl為第一級角度置位值;D1為第二級角度置位值； 一種特殊情況是，金屬性短路僅有一級輸出αι，即α2=αι，有： K2_ra = Kl_ra (18) Dl = Cdl = ai (19) 將輸出角下降速率Deer設為工程設計值，逐步調整Deer的大小，當模型的仿真曲線的 Qraml與實測曲線最為吻合時，則確定Deer。7. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-4中，所述換相失敗預測模塊進行 逆變側換流母線Ξ相瞬時性短路試驗，逐步減小故障電阻，使故障期間換流母線電壓跌落 幅度逐步增大，根據換相失敗預測模塊的輸出角度Αα變化實測K_cf和G_cf，當故障期間母 線電壓Uac海于設定電壓值Uacii時，Δα由零出現正值，有： K_cf=l-化 aciO-Uacil) (20) 式中:Uauo為換流母線初始電壓，K_cf為環節啟動的交流電壓闊值； 若A α在故障期間的最小值為Ai，有：(21) 式中，G_cf為環節電壓增益;將K_cf、G_cf代入模型，進行相同的短路故障，將角度下降 時間常數Tdn_cf設為工程設計值，逐步調整Tdn_cf的大小，當模型的仿真曲線的Δα與實測曲 線最為吻合時，則確定Tdn_cf。8. 根據權利要求2所述方法，其特征在于，所述步驟1-5中，所述重啟動控制模塊進行直 流線路瞬時性短路試驗，若整流側觸發角α的第一級輸出為aidcf，維持時間Tidcf，第二級輸出 為a2dcf，維持時間T2dcf，有：(22) 式中，Alpha_Ret為移相角度，Th_Ret為移相時間，Alpha_Res為重啟動角度，Th_Res為 重啟動保持時間。9. 根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述步驟2-1包括如下步驟： 步驟2-1-1、比較下降段的起始時刻ti和上升段的終止時刻t4,若仿真曲線較實測曲線 t堀前，t4滯后，則減小參數高壓闊值IMhi曲，反之增大； 步驟2-1-2、比較下降段的終止時刻t2和上升段的起始時刻t3,若仿真曲線較實測曲線 t2超前，t3滯后，則減小參數低壓闊值Udlow，反之增大； 步驟2-1-3、調整參數IMhi曲與Udlow后，比較下降段的斜率kdn，若仿真曲線較實測曲線 平緩，則減小參數下降時間常數Tdn，反之增大； 步驟2-1-4、調整參數IMhi曲與Udlow后，比較上升段的斜率kup，若仿真曲線較實測曲線 平緩，則減小參數上升時間常數Tup，反之增大。
【文檔編號】G06F17/50GK105844063SQ201610280152
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】萬磊, 王鐵柱, 侯俊賢, 屠競哲
【申請人】中國電力科學研究院, 國家電網公司, 國網北京市電力公司