本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電的在線檢測(cè)方法，具體涉及一種HVDC晶閘管級(jí)阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)代特高壓直流輸電系統(tǒng)的換流閥是基于晶閘管換相的原理設(shè)計(jì)建造的，作為國(guó)家重要電力裝備和昂貴資產(chǎn)，直流輸電工程一經(jīng)建成后，要求穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)十年以上，作為直流輸電系統(tǒng)核心設(shè)備的換流閥，其長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性直接關(guān)系到整個(gè)直流輸電工程的經(jīng)濟(jì)效益，其中換流閥的最基本核心單元—晶閘管級(jí)的長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行是重中之重。整個(gè)晶閘管級(jí)中，晶閘管兩端并聯(lián)的阻尼電阻、阻尼電容和直流均壓電阻都是影響換流閥整體運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵元器件。這些基本元器件長(zhǎng)時(shí)間在高電壓、大電流、強(qiáng)磁場(chǎng)的工況下運(yùn)行，環(huán)境苛刻，自身物理特性狀態(tài)可能會(huì)發(fā)生緩慢的變化，進(jìn)而影響晶閘管級(jí)的整體性能，從而影響整個(gè)換流閥的運(yùn)行狀況。因此，在日常的運(yùn)行工作中，實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)換流閥晶閘管級(jí)中各基本元件的物理特性狀態(tài)對(duì)維持換流閥的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行十分必要，有利于及早發(fā)現(xiàn)運(yùn)行隱患，并在停電檢修期間消除，提高換流閥的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)為整個(gè)換流閥工作狀態(tài)的動(dòng)態(tài)評(píng)估提供參考依據(jù)。

目前在常規(guī)直流領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有對(duì)換流閥閥塔阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。在日常的換流站運(yùn)行工作中，基本是通過(guò)兩種方法進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)，一種是每個(gè)晶閘管級(jí)的門級(jí)板對(duì)所在晶閘管級(jí)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和保護(hù)，但這種方式著重于保護(hù)功能，而且只針對(duì)于故障發(fā)生時(shí)刻，不能讓隱患防患于未然；另一種方法是，運(yùn)行人員在巡視走廊通過(guò)目測(cè)和測(cè)溫儀對(duì)換流閥表面和主要發(fā)熱元件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但此種方法在閥塔這種特殊工況下的效果很有限，只能是作為其他監(jiān)測(cè)方法的一種補(bǔ)充，對(duì)于隱患排查、延長(zhǎng)換流閥運(yùn)行的效果甚微。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種HVDC晶閘管級(jí)阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)在線監(jiān)測(cè)方法。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供所述阻尼回路由均壓電阻、阻尼電阻和阻尼電容組成，其改進(jìn)之處在于，根 據(jù)所檢測(cè)的均壓電阻兩端電壓和流過(guò)均壓電阻的電流瞬時(shí)值計(jì)算阻尼回路中純阻性的直流均壓電阻的電阻值；在線監(jiān)測(cè)阻尼回路的時(shí)間常數(shù)RC值的方式監(jiān)測(cè)阻尼回路的參數(shù)。

進(jìn)一步地，直流均壓電阻兩端電壓和流過(guò)的電流瞬時(shí)值均是通過(guò)晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測(cè)單元TTM板進(jìn)行采集，將測(cè)量均壓電阻串聯(lián)到直流均壓回路中，晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測(cè)單元TTM板通過(guò)測(cè)量直流均壓電阻兩端的電壓值即得到流過(guò)直流均壓回路的電流值，由于直流均壓回路的電壓值為晶閘管兩端的電壓值，通過(guò)采用電壓采樣電路實(shí)現(xiàn)對(duì)晶閘管電壓的采樣，從而獲得電壓過(guò)零點(diǎn)和晶閘管觸發(fā)時(shí)刻間的若干點(diǎn)的電壓瞬時(shí)值，用此電壓瞬時(shí)值除以測(cè)得的對(duì)應(yīng)時(shí)刻的電流瞬時(shí)值，并對(duì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)取平均，即得到直流均壓回路的電阻值。

進(jìn)一步地，在線監(jiān)測(cè)阻尼回路的參數(shù)包括下述步驟：

根據(jù)阻尼回路中晶閘管器件手冊(cè)提供的晶閘管開(kāi)關(guān)特性數(shù)據(jù)，進(jìn)行電路拓?fù)涞刃阅M，設(shè)計(jì)出與該阻尼回路的瞬時(shí)阻抗外部輸出特性相同的等效電路；

依據(jù)開(kāi)關(guān)特性變化參數(shù)整理成輸入響應(yīng)方程組，根據(jù)阻尼回路放電過(guò)程零輸入響應(yīng)方程計(jì)算阻尼回路的時(shí)間常數(shù)RC值，再將要監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)歸算成等效變量；

方程組參數(shù)動(dòng)態(tài)變量的變化邊界的限定包括時(shí)間等變量參數(shù)的限定，在5倍的時(shí)間常數(shù)RC值時(shí)放電過(guò)程結(jié)束，即t＝5RC，RC＝t/5，進(jìn)而判斷晶閘管級(jí)阻尼回路在這一時(shí)刻的狀態(tài)，以對(duì)阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)是否處于正常范圍實(shí)時(shí)做出監(jiān)測(cè)判斷。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有的優(yōu)異效果是：

本發(fā)明提供的一種高壓直流輸電晶閘管級(jí)阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)方法，可真正的實(shí)現(xiàn)對(duì)換流閥閥塔基本單元晶閘管級(jí)的關(guān)鍵元器件的動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，針對(duì)晶閘管級(jí)阻尼回路的兩種不同特性，有針對(duì)的制定的相應(yīng)可行性方法，可以分別實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的采集運(yùn)行中晶閘管級(jí)阻尼回路中直流均壓電壓、阻尼電阻和阻尼電容三種核心元器件的動(dòng)態(tài)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)這三種基本元器件的物理特性的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為換流閥的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參數(shù)，極大的優(yōu)化了換流閥的運(yùn)行檢修工作，從而有效的提高了換流閥的長(zhǎng)時(shí)間安全、可靠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的均壓回路電壓波形示意圖

圖2是本發(fā)明提供的阻尼回路等效電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過(guò)程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”來(lái)表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開(kāi)了超過(guò)一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。

常規(guī)特高壓直流輸電中，換流閥晶閘管級(jí)的阻尼回路主要由三類器件組成，分別是均壓電阻、阻尼電阻和阻尼電容，均需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)在線監(jiān)測(cè)。對(duì)于純阻性的直流均壓電阻可以根據(jù)檢測(cè)到底兩端電壓和流過(guò)電阻的電流瞬時(shí)值計(jì)算其電阻值?？紤]到現(xiàn)狀中，換流閥閥塔內(nèi)晶閘管級(jí)的物理框架結(jié)構(gòu)，本方法對(duì)直流均壓電阻進(jìn)行間接測(cè)量，通過(guò)針對(duì)直流均壓電阻設(shè)計(jì)間接的測(cè)量回路，通過(guò)間接測(cè)量回路的測(cè)量值進(jìn)行等效歸算得出直流均壓電阻的實(shí)時(shí)值，進(jìn)而反映晶閘管兩端的電壓值，因此可以計(jì)算出晶閘管電壓過(guò)零點(diǎn)和晶閘管觸發(fā)時(shí)刻間的若干點(diǎn)的電壓瞬時(shí)值，用此電壓瞬時(shí)值除以測(cè)得的的對(duì)應(yīng)時(shí)刻的電流瞬時(shí)值，并對(duì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)取平均，即可得到直流均壓回路的電阻值，晶閘管運(yùn)行中的均壓回路電阻波形如圖1。

如圖2所示，對(duì)于由阻尼電阻和阻尼電容串聯(lián)的容性回路，由于無(wú)法用電壓電流測(cè)量值直接計(jì)算阻尼支路的阻抗值，則本方法采用通過(guò)監(jiān)測(cè)阻尼回路的時(shí)間常熟RC值的方式對(duì)阻尼回路故障進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。由于阻尼回路是容性回路，阻尼回路器件兩端的電壓和流過(guò)器件的電流都是不規(guī)則波形，可根據(jù)阻尼回路中晶閘管的開(kāi)關(guān)特性，進(jìn)行電路拓?fù)涞刃苑治龊蜌w算，設(shè)計(jì)出特性相同的等效電路，然后依據(jù)特性變化參數(shù)整理成輸入響應(yīng)方程組，將要監(jiān)測(cè)的動(dòng)態(tài)參數(shù)進(jìn)行歸算成等效變量，同時(shí)通過(guò)限定時(shí)間等變量參數(shù)來(lái)限定方程組參數(shù)動(dòng)態(tài)變量的變化邊界，進(jìn)而可追尋出特定時(shí)刻的可行解，從而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判斷阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)是否處于正常范圍內(nèi)。

本發(fā)明為了精細(xì)化升級(jí)換流閥運(yùn)行監(jiān)測(cè)技術(shù)，提供的一種高壓直流輸電晶閘管級(jí)阻尼回路動(dòng)態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)對(duì)換流閥基本單元—晶閘管級(jí)內(nèi)阻尼回路的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)換流閥本體內(nèi)基本元器件在正常運(yùn)行中的實(shí)時(shí)狀態(tài)參數(shù)變化的跟蹤，為整個(gè)換流閥工作狀態(tài)的評(píng)估提供參考依據(jù)，防患于未然，實(shí)現(xiàn)將換流閥運(yùn)行的隱患排查于故障發(fā)生之前，此 種方法可以極大的提高換流閥的長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行的可靠性，真正的實(shí)現(xiàn)換流閥運(yùn)行檢修工作的精細(xì)化，提高換流閥的經(jīng)濟(jì)效益。

以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。