本發明涉及一種可控關斷電流源型換流器關斷控制方法及系統，屬于直流輸電。

背景技術：

1、目前，高壓直流輸電是我國大容量、遠距離送電的主要形式。高壓直流輸電技術基于換流器所采用的核心功率器件不同，分為電流源換流器高壓直流輸電(lcc-hvdc)與電壓源換流器高壓直流輸電(vsc-hvdc)。傳統的lcc-hvdc工程采用基于晶閘管的電網換相換流器(linecommutated?converter,lcc)，具有造價低、損耗小、可靠性高、技術成熟等優點，在大容量遠距離輸電、異步電網互聯、海底電纜送電等場合發揮重要作用。但是，lcc逆變側存在著換相失敗的風險，并需要裝設大量無功補償和濾波裝置，且不適合向弱系統或無源網絡送電。采用基于全控型器件的電壓源型換流器(voltage?source?converter,vsc)的直流輸電系統具有濾波容量需求小、控制靈活、沒有換相失敗且可向無源網絡送電等優點，在近幾年得到越來越廣泛的應用。但與lcc相比，vsc存在運行損耗較大、制造成本高、容量小等缺點，且用于遠端分散新能源送出時，具有換流器平臺較大，占地和重量較大的問題。

2、igct的導通壓降低、損耗小(相對igbt損耗降低30％～50％)，并且具備更高的電壓等級和通流能力、更大的故障浪涌電流承載能力、更可靠的失效短路模式、成本低以及制造工藝可控等顯著優勢。鑒于lcc與vsc的缺點，基于igct器件的可控關斷電流源型換流器能夠解決目前的lcc直流技術的無源啟動問題并且還能有效抑制換相失敗。

3、然而，現有的大多數控制可控關斷電流源型換流器關斷的時機根據實際工況或經驗設定，控制可控關斷電流源型換流器關斷的時機不好把握，若控制可控關斷電流源型換流器關斷過早可能導致電流傳輸效率降低，增加換相失敗的風險；而控制可控關斷電流源型換流器關斷過遲，例如在已經發生換相失敗后才對可控關斷電流源型換流器進行關斷控制，依然會導致產生過大的電流和電壓沖擊，因此均存在安全隱患。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種可控關斷電流源型換流器關斷控制方法及系統，以解決目前的控制可控關斷電流源型換流器關斷的時機不好把握，存在安全隱患的問題。

2、本發明為解決上述技術問題而提供一種可控關斷電流源型換流器關斷控制方法，在受端的可控關斷電流源型換流器的換相過程中，當滿足至少一個設定條件時，控制所述換流器當前換相過程預計要關斷的單閥進行關斷；

3、所述設定條件包括第一設定條件；第一設定條件為：當前換相過程的熄弧面積小于所述換流器正常換相的最小熄弧面積；

4、所述當前換相過程的熄弧面積根據熄弧區域內換相電壓與換相電流的乘積在時間對應的角度上的積分確定；所述換流器正常換相的最小熄弧面積根據當前換相過程中的換相角與觸發角正弦值的比值加上所述比值與觸發角余弦值的乘積，再減去所述換流器的額定直流電流與額定相對感性壓降的乘積的二倍得到的值確定。

5、進一步地，所述設定條件還包括第二設定條件；第二設定條件為：受端的交流系統的零序電壓大于零序電壓設定值。

6、進一步地，所述零序電壓設定值大于等于0.02pu。

7、有益效果：本發明提供了一種新的可控關斷電流源型換流器關斷控制方法，該方法通過判斷在受端的可控關斷電流源型換流器的換相過程中，熄弧區域內的換相電壓與換相電流的乘積在時間對應角度上的積分(即熄弧面積)是否小于該換流器在正常換相的最小熄弧面積(即換相角與觸發角的正弦值的比值加上該比值與觸發角的余弦值的乘積再減去該換流器的額定直流電流與額定相對感性壓降的乘積的二倍得到的值)，來預測是否可能發生換相失敗，在預測出當前換相過程可能發生換相失敗時，則提前控制該換流器在當前換相過程中預計要關斷的閥進行關斷；考慮到在換相過程中，當換相電流過零時，需要足夠的熄弧時間讓電力電子器件恢復其阻斷能力，否則可能發生換相失敗，若熄弧面積小于該換流器在當前換相過程中換相正常的熄弧面積的最小值，則說明此時留給電力電子器件恢復其阻斷能力的熄弧時間不足，可能即將發生換相失敗，此時控制該可控關斷電流源型換流器相應的單閥(即當前換相過程預計關斷的單閥)提前關斷，以避免換相失敗的發生；可見，該方法能夠在預測出即將可能發生換相失敗時，控制該可控關斷電流源型換流器當前換相過程預計關斷的單閥提前關斷，從而控制電流中斷，避免了控制該可控關斷電流源型換流器即將關斷的單閥關斷的時機太晚(例如在已經發生換相失敗后，再控制可控關斷電流源型換流器即將關斷的單閥進行關斷)依然會產生由于換相失敗產生的過大的電流與電壓沖擊的情況，或者控制該可控關斷電流源型換流器即將關斷的單閥關斷的時機過早導致電流傳輸效率降低，增加換相失敗的風險的情況，因此能夠選擇出較為合適的時機控制可控關斷電流源型換流器當前換相過程預計關斷的單閥關斷，避免發生換相失敗，安全性更高。

8、本發明還提供了一種可控關斷電流源型換流器關斷控制系統，包括處理器，所述處理器用于執行計算機程序指令以實現上述的可控關斷電流源型換流器關斷控制方法的步驟。

9、該可控關斷電流源型換流器關斷控制系統能夠實現與上述可控關斷電流源型換流器關斷控制方法一致的有益效果。

技術特征：

1.一種可控關斷電流源型換流器關斷控制方法，其特征在于，在受端的可控關斷電流源型換流器的換相過程中，當滿足至少一個設定條件時，控制所述換流器當前換相過程預計要關斷的單閥進行關斷；

2.根據權利要求1所述的可控關斷電流源型換流器關斷控制方法，其特征在于，所述設定條件還包括第二設定條件；第二設定條件為：受端的交流系統的零序電壓大于零序電壓設定值。

3.根據權利要求2所述的可控關斷電流源型換流器關斷控制方法，其特征在于，所述零序電壓設定值大于等于0.02pu。

4.一種可控關斷電流源型換流器關斷控制系統，包括處理器，其特征在于，所述處理器用于執行計算機程序指令以實現權利要求1-3任一項所述的可控關斷電流源型換流器關斷控制方法的步驟。

技術總結
本發明涉及一種可控關斷電流源型換流器關斷控制方法及系統，屬于直流輸電技術領域。該方法在受端的可控關斷電流源型換流器的換相過程中，當滿足至少一個設定條件時，控制該換流器當前換相過程預計要關斷的單閥進行關斷；設定條件包括第一設定條件；第一設定條件為：當前換相過程的熄弧面積小于該換流器正常換相的最小熄弧面積；當前換相過程的熄弧面積根據熄弧區域內換相電壓與換相電流的乘積在時間對應的角度上的積分確定；該換流器正常換相的最小熄弧面積根據當前換相過程中的換相角與觸發角正弦值的比值加上該比值與觸發角余弦值的乘積，再減去該換流器的額定直流電流與額定相對感性壓降的乘積的二倍得到的值確定。

技術研發人員：黃勇,邵珠柯,黃永瑞,韓坤,劉堃,申笑林,杜商安,姚德貴,董曼玲,李凱
受保護的技術使用者：許繼電氣股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24