基于无功反馈控制的后续换相失败抑制方法

汪家铭; 徐谦; 戴攀; 王冠中; 沈广进; 辛焕海

doi:10.7500/AEPS20201104006

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基于无功反馈控制的后续换相失败抑制方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于无功反馈控制的后续换相失败抑制方法
- Suppression Method of Subsequent Commutation Failure Based on Reactive Power Feedback Control
- 电力系统自动化-方正平台 2021年45卷第12期页码：101-108
- 作者机构：
  
  1.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027
  2.国网浙江省电力有限公司经济技术研究院，浙江省杭州市 310006
- 作者简介：
  
  汪家铭(1996—)，男，硕士研究生，主要研究方向：交直流电力系统稳定分析与控制。E-mail：eewjm@zju.edu.cn
  徐谦(1963—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向：电力系统规划和运行。E-mail：xu_qian@zj.sgcc.com.cn
  戴攀(1985—)，男，博士，主要研究方向：电力系统规划和运行。E-mail：dai_pan@zj.sgcc.com.cn
  辛焕海(1981—)，男，通信作者，教授，主要研究方向：交直流系统及新能源并网系统的稳定性分析与控制。E-mail：xinhh@zju.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.7500/AEPS20201104006
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-11-04，
  
  修回日期：2020-11-06，
  
  网络出版日期：2020-12-25，
  
  纸质出版日期：2021-06-25
- 稿件说明：
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汪家铭,徐谦,戴攀等.基于无功反馈控制的后续换相失败抑制方法[J].电力系统自动化,2021,45(12):101-108.

WANG Jiaming,XU Qian,DAI Pan,et al.Suppression Method of Subsequent Commutation Failure Based on Reactive Power Feedback Control[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(12):101-108.
汪家铭,徐谦,戴攀等.基于无功反馈控制的后续换相失败抑制方法[J].电力系统自动化,2021,45(12):101-108. DOI： 10.7500/AEPS20201104006.

WANG Jiaming,XU Qian,DAI Pan,et al.Suppression Method of Subsequent Commutation Failure Based on Reactive Power Feedback Control[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(12):101-108. DOI： 10.7500/AEPS20201104006.

摘要

基于电网换相换流器的高压直流输电故障后的动态恢复过程与交直流系统间的无功交换强相关，持续的无功交换过程往往伴随着换相电压持续波动，进而可能引发后续换相失败。基于此，提出采用闭环反馈控制的无功控制方法以降低后续换相失败的风险。首先，利用实时仿真分析了采用典型低压限流(VDCOL)控制的直流系统故障恢复过程与无功交换的关系。其次，利用交直流系统的无功功率特性方程以及隐函数存在定理，分析了直流电流分别与无功交换和关断角之间的微增量关系，并据此提出无功反馈控制结构。然后，提出了用来替代VDCOL的直流电流实时计算方法，该方法同时考虑了无功交换平衡和定关断角二维约束，并通过闭环控制抑制了干扰偏差，控制精度更高。最后，仿真结果表明，所提方法可以减小直流系统发生后续换相失败的概率，改善系统的恢复性能。

Abstract

The dynamic recovery process after line commutated converter based high voltage direct current (LCC-HVDC) transmission failure is heavily dependent on the reactive power exchange between AC and DC power grids. The continuous reactive power exchange process is often accompanied by continuous commutation voltage fluctuations

which may cause subsequent commutation failure (SCF). To deal with this issue

this paper proposes a reactive power control method using close-loop feedback control to mitigate the SCF risk. Firstly

the real-time simulation is used to analyze the relationship between the fault recovery process and the reactive power exchange for the DC system using typical voltage dependent current order limitation (VDCOL) control. Then

using the reactive power characteristic equation of the AC/DC system and the existence theorem of the implicit function

the micro-incremental relationship between the DC current and the reactive power exchange or extinction angle is analyzed

and the reactive power feedback control structure is proposed accordingly. Furthermore

a real-time DC current computation method instead of VDCOL is proposed. This method considers the two-dimensional constraints of the reactive power exchange balance and the constant extinction angle

and suppresses the interference deviation through closed-loop control to achieve higher control accuracy. Finally

the simulation results prove that the proposed method can reduce the probability of the SCF in the DC system and improve the system recovery performance.

关键词

Keywords

references

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