基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法

刘健; 刘磊; 林圣

doi:10.7500/AEPS20200410009

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基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法
- Improved Prediction Control Method for Commutation Failure Based on Waveform Similarity Detection
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第10期页码：132-139
- 作者机构：
  
  西南交通大学电气工程学院，四川省成都市 611756
- 作者简介：
  
  刘健(1996—)，男，博士研究生，主要研究方向：高压直流输电保护与控制。E-mail：jliu-swjtu@foxmail.com
  刘磊(1993—)，男，博士研究生，主要研究方向：高压直流输电保护与控制。E-mail：liulei_swjtu@163.com
  林圣(1983—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：交直流混联电网保护与控制、牵引供电系统故障预测与健康管理、城市轨道交通杂散电流分析与抑制。E-mail：slin@swjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划智能电网技术与装备重点专项资助项目(2016YFB0900600)
- DOI：10.7500/AEPS20200410009
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-04-10，
  
  修回日期：2020-12-11，
  
  网络出版日期：2021-03-09，
  
  纸质出版日期：2021-05-25
- 稿件说明：
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刘健,刘磊,林圣.基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法[J].电力系统自动化,2021,45(10):132-139.

LIU Jian,LIU Lei,LIN Sheng.Improved Prediction Control Method for Commutation Failure Based on Waveform Similarity Detection[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(10):132-139.
刘健,刘磊,林圣.基于波形相似度检测的换相失败预测控制改进方法[J].电力系统自动化,2021,45(10):132-139. DOI： 10.7500/AEPS20200410009.

LIU Jian,LIU Lei,LIN Sheng.Improved Prediction Control Method for Commutation Failure Based on Waveform Similarity Detection[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(10):132-139. DOI： 10.7500/AEPS20200410009.

摘要

换相失败是高压直流输电系统常见故障之一。为抑制直流输电系统逆变器换相失败的发生，目前实际工程普遍采用换相失败预测控制(CFPREV)环节。但该环节易受故障合闸角的影响，在某些故障合闸角下，零序电压指标的变化趋势与故障严重程度变化趋势相悖，这将严重制约其启动速度，不利于换相失败抑制。文中在CFPREV基础上，提出一种基于波形相似度检测的CFPREV改进方法，利用Pearson相关系数实时表征零序电压波形变化，快速检测故障，规避了原CFPREV在某些故障合闸角下启动慢的不足。基于CIGRE标准测试模型的仿真结果表明，所提出的控制策略可以消除故障合闸角对原CFPREV的影响，提高CFPREV环节动作灵敏性，在一定程度上抑制直流输电系统首次换相失败。

Abstract

Commutation failure is one of the most common faults in high voltage direct current (HVDC) transmission systems. In order to mitigate the inverter commutation failure in DC transmission systems

the link of commutation failure prediction control (CFPREV) is widely used in practical projects at present. However

this link is susceptible to the influence of the initial fault angle. At some initial fault angles

the variation trend of zero-sequence voltage index is contrary to the variation trend of fault severity

which will seriously restrict the starting speed of CFPREV and hinder the suppression of commutation failure. Based on CFPREV

an improved CFPREV method based on waveform similarity detection is proposed in this paper. Pearson correlation coefficient is used to represent the changes of zero-sequence voltage waveform in real time

so as to quickly detect faults and avoid the shortcomings of the original CFPREV which starts slowly at some initial fault angles. The simulation results based on the CIGRE standard test model show that the proposed control strategy can eliminate the influence of the initial fault angle on the original CFPREV

improve the operation sensitivity of CFPREV link

and inhibit the initial commutation failure of HVDC transmission system to a certain extent.

关键词

Keywords

references

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