СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАЦИЕЙ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАЦИЕЙ
SWITCHING CONTROL METHOD AND SWITCHING CONTROL DEVICE

Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области технологий электроэнергетики и, более конкретно, к способу управления коммутацией и устройству управления коммутацией.
Уровень техники
На стороне инвертора системы передачи постоянного тока, преобразователь тока осуществляет коммутационную обработку в зависимости от максимального угла задержки импульсов. Коммутационная обработка относится к физическому процессу переключения протекания тока через преобразователь тока от одной ветви с током к другой ветви с током, осуществляемому посредством открытия или закрытия вентильной группы во время работы преобразователя тока.
Согласно уровню техники, командное значение постоянного тока подбирают так, чтобы задать падение коммутируемого напряжения и положительный угловой коэффициент K, для обеспечения положительного углового соотношения между напряжением постоянного тока и постоянным током преобразователя тока. Когда в системе передачи постоянного тока возникает малая переходная помеха, командное значение постоянного тока остается тем же самым, и фактический постоянный ток вследствие помехи повышается. В этом случае, если максимальный угол задержки импульсов, определенный согласно уровню техники и имеющий значение больше максимального угла задержки импульсов до помехи, фактическое значение напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока увеличивается, так что фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока уменьшается, и, таким образом, система передачи постоянного тока восстанавливается до стабильной точки работы.
Однако, когда в системе передачи постоянного тока возникает большая переходная помеха, решение задачи определения максимального угла задержки импульсов согласно уровню техники может вызвать нарушение коммутации преобразователя тока или даже блокировку преобразователя тока.
Раскрытие сущности изобретения
В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен способ управления коммутацией и устройство управления коммутацией, позволяющие избежать нарушения коммутации и обеспечить стабильность системы передачи постоянного тока в случае переходной помехи, например, в случае возникновения в системе передачи постоянного тока большой переходной помехи.
Технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения реализованы следующим способом:
В варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ управления коммутацией, в котором:
выявляют, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи; если переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, определяют максимальный угол задержки импульсов, используемый в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи; и
осуществляют управление преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.
Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, включает в себя следующее:
определяют максимальный угол задержки импульсов одним из следующих способов:
определяют падение коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и определяют максимальный угол задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;
определяют максимальный угол задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;
определяют максимальный угол задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
определяют максимальный угол задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и
определяют максимальный угол задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
причем падение коммутируемого напряжения и угол отсечки находятся в обратной корреляции с максимальным углом задержки импульсов.
Предпочтительно определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения включает в себя следующее: определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки включает в себя следующее:
определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов, включает в себя следующее:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.
Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки включает в себя следующее:
определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов включает в себя следующее:
определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.
Предпочтительно условие критерия помехи включает в себя по меньшей мере одно из следующих условий:
разница между абсолютной величиной фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока больше первого порогового значения;
абсолютная величина изменения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше второго порогового значения;
разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной фактического значения напряжения постоянного тока больше третьего порогового значения;
абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше четвертого порогового значения;
абсолютная величина изменения различных токов на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше пятого порогового значения;
абсолютная величина изменения различных напряжений на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше шестого порогового значения;
локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации; и
первая вентильная группа локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второй вентильной группы по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.
В варианте осуществления настоящего изобретения предложено устройство управления коммутацией, включающее в себя:
детектирующий модуль, предназначенный для выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи;
модуль определения, предназначенный для выявления, в случае, когда переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи; и
модуль управления, предназначенный для управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.
Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов с использованием одного из следующих приемов:
определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;
определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;
определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и
определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
причем падение коммутируемого напряжения и угол отсечки находятся в обратной корреляции с максимальным углом задержки импульсов.
Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:
0
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.
Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.
Предпочтительно детектирующий модуль выполнен с возможностью выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи согласно по меньшей мере одному из следующих условий:
разница между абсолютной величиной фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока больше первого порогового значения;
абсолютная величина изменения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше второго порогового значения;
разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной фактического значения напряжения постоянного тока больше третьего порогового значения;
абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше четвертого порогового значения;
абсолютная величина изменения различных токов на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше пятого порогового значения;
абсолютная величина изменения различных напряжений на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше шестого порогового значения;
локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации; и
первая вентильная группа локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второй вентильной группы по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.
В вариантах осуществления настоящего изобретения, когда возникает большая переходная помеха в системе передачи постоянного тока (т.е. переходная помеха удовлетворяет условию критерия переходной помехи), в операции коммутации используется максимальный угол задержки импульсов меньший, чем максимальный угол задержки импульсов до возникновения большой переходной помехи, что тем самым позволяет избежать нарушения коммутации и обеспечить стабильность напряжения системы передачи постоянного тока.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена графическая блок-схема варианта осуществления управления коммутацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2а представлена первая принципиальная схема варианта управления коммутацией, выполняемого в системе передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2b представлена вторая принципиальная схема варианта управления коммутацией, выполняемого в системе передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2с представлена третья принципиальная схема варианта управления коммутацией, выполняемого в системе передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 представлена структурная схема осуществления принципа управления максимальным углом задержки импульсов на стороне инвертора системы передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 представлена первая принципиальная структурная схема устройства управления коммутацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 5 представлена вторая принципиальная структурная схема устройства управления коммутацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Для того, чтобы задачи, технические решения и преимущества настоящего изобретения стали более понятны, настоящее изобретение подробно описано со ссылками на варианты осуществления и прилагаемые чертежи. Следует понимать, что конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, предназначены только для пояснения настоящего изобретения, но не для его ограничения.
При осуществлении настоящего изобретения автор изобретения обнаружил, что максимальный угол задержки импульсов, используемый при коммутационной обработке, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора, определяется согласно уровню техники следующей формулой:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
o
d
d
Можно видеть, что командное значение постоянного тока выбирается для определения падения коммутируемого напряжения (соответствующего ), и вводится положительный угловой коэффициент K для того, чтобы обеспечить положительное угловое соотношение между фактическим значением напряжения постоянного тока и фактическим значением постоянного тока. Когда возникает малая переходная помеха на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, командное значение постоянного тока I остается тем же самым, при этом фактический постоянный ток I увеличивается в связи с помехой, а максимальный угол АМАХ задержки импульсов, определенный согласно принципу управления максимальным углом задержки импульсов, предлагаемого в уровне техники, будет больше, чем до помехи. Следовательно, напряжение постоянного тока на стороне инвертора увеличивается, фактический постоянный ток I уменьшается, и, таким образом, система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы, т.е. переходная помеха устраняется посредством увеличения напряжения постоянного тока.
Автором изобретения было обнаружено, что указанная выше обработка применима только в условиях, когда система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии или возникает малая переходная помеха; при этом большая переходная помеха возникает при наличии следующих нарушений:
монополярная блокировка, возникающая когда передача постоянного тока высокого напряжения осуществляется в биполярном режиме; ошибка пропуска импульсов, возникающая в одной из двух вентильных групп в последовательном соединении на стороне инвертора для передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения, при этом одна вентильная группа на стороне инвертора прекращает работу при отсутствии связи, или монополярной блокировке, возникающей при биполярном режиме; отдельная ошибка сети переменного тока, возникающая на стороне инвертора при передаче постоянного тока сверхвысокого напряжения, когда высоковольтные и низковольтные вентильные группы иерархическим образом присоединены к двум сетям переменного тока.
Когда на стороне инвертора возникает большая переходная помеха, напряжение постоянного тока на стороне инвертора падает слишком сильно по сравнению с напряжением постоянного тока на стороне выпрямителя, причем регулятор тока на стороне выпрямителя не может регулировать постоянный ток во времени в соответствии с командным значением постоянного тока, при этом постоянный ток, передаваемый на вентильную группу в нормальном режиме на стороне инвертора, быстро возрастает, а фактический постоянный ток оказывается значительно больше командного значения постоянного тока. В этом случае падение коммутируемого напряжения, определенное с использованием командного значения постоянного тока, оказывается значительно меньше фактического падения коммутируемого напряжения, максимальный угол задержки импульсов, определенный согласно принципу управления максимальным углом задержки импульсов, предложенному в уровне техники, будет больше, чем этот угол до помехи, при этом фактическое значение угла отсечки становится намного меньше опорного значения угла отсечки, и запас коммутации уменьшается. Следовательно, в преобразователе тока легко возникает нарушение коммутации, причем напряжение постоянного тока преобразователя тока значительно ниже, когда возникает нарушение коммутации, при этом фактический постоянный ток повышается еще больше, значение фактического угла отсечки еще больше уменьшается, и могут легко возникнуть длительные нарушения коммутации или даже блокировка преобразователя тока.
С учетом приведенного выше анализа, в варианте осуществления настоящего изобретения описан способ управления коммутацией, применяемый для управления коммутацией в высоковольтной системе передачи постоянного тока и в сверхвысоковольтной системе передачи постоянного тока. Как показано на фиг. 1, способ управления коммутацией, описанный в настоящем варианте осуществления, включает в себя следующие этапы:
Этап 101: Определяют, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи.
Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:
(1) Разница между абсолютной величиной фактического постоянного тока преобразователя тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока
d
o
diff
больше первого порогового значения, то есть |I|-|I|>I,
o
d
diff
dN
dN
где I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток, a I - значение отклонения постоянного тока (соответствующее первому пороговому значению), составляющее от 0,01 до 0,3 I, причем I - номинальное значение постоянного тока.
(2) Абсолютная величина изменения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше второго порогового значения, то есть ;
delta_Id
d0
d0
где K - постоянное значение производной постоянного тока по времени (соответствующее второму пороговому значению), составляющее от 50 до 1000 I, где I - фактический постоянный ток преобразователя тока до помехи.
o
d
diff
(3) Разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной фактического значения напряжения постоянного тока больше третьего порогового значения, то есть |U|-|U|>I;
o
d
diff
dN
dN
где U - командное значение напряжения постоянного тока, U - фактическое значение напряжения постоянного тока, и U - постоянное значение отклонения напряжения постоянного тока (соответствующее третьему пороговому значению), составляющее от 0,01 до 0,5 U, где U - номинальное напряжение постоянного тока.
(4) Абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше четвертого порогового значения, то есть ;
delta_Ud
d0
d0
где K - постоянное значение производной напряжения постоянного тока по времени (соответствующее четвертому пороговому значению), составляющее от 10 до 200 U, где U - фактическое значение напряжения постоянного тока до помехи.
(5) Абсолютная величина изменения различных токов на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше пятого порогового значения, т.е. , , или ;
A
B
C
delta_IP
m
m
где I, I, I - различные токи на стороне сети переменного тока фазы А, фазы В, фазы С, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, K - постоянное значение производной фазового тока по времени (соответствующее четвертому пороговому значению), составляющее от 350 до 1200 I, где I - пиковое значение переменного тока до помехи, причем вторым полюсом является полюс, отличный от локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, второй вентильной группой является вентильная группа, отличная от первой вентильной группы локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, а первая вентильная группа является ориентировочной вентильной группой для оценки того, удовлетворяется ли условие критерия помехи. Например, когда локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока включает в себя вентильную группу 1 и вентильную группу 2, соединенные последовательно, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для вентильной группы 1, при этом вентильная группа 1 представляет собой первую вентильную группу, а вентильная группа 2 - вторую вентильную группу.
(6) Абсолютная величина изменения различных напряжений на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше шестого порогового значения, т.е. , , ;
A
B
C
delta_UP
m
m
где U, U, U - различные напряжения на стороне сети переменного тока фазы А, фазы В, фазы С, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, K - постоянное значение производной фазового напряжения по времени (соответствующее шестому пороговому значению), составляющее от 350 до 1200 U, где U - пиковое значение напряжения переменного тока до помехи, причем вторым полюсом является полюс, отличный от локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, второй вентильной группой является вентильная группа, отличная от первой вентильной группы локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, а первая вентильная группа является ориентировочной вентильной группой для оценки того, удовлетворяется ли условие критерия помехи. Например, когда локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока включает в себя вентильную группу 1 и вентильную группу 2, соединенные последовательно, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для вентильной группы 1, при этом вентильная группа 1 представляет собой первую вентильную группу, а вентильная группа 2 - вторую вентильную группу.
(7) Локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.
(8) Первая вентильная группа локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второй вентильной группы по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.
Следует отметить, что большая переходная помеха и малая переходная помеха относительны друг к другу, и когда помеха не удовлетворяет условию критерия помехи, т.е. возникает малая переходная помеха, или система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии, падение коммутируемого напряжения может быть определено по формуле (1), то есть в зависимости от командного значения постоянного тока, а максимальный угол задержки импульсов может быть определен в зависимости от падения коммутируемого напряжения.
Этап 102: В случае, когда переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, определяют максимальный угол задержки импульсов, используемый при коммутационной обработке, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока.
Здесь определенный максимальный угол задержки импульсов меньше максимального угла задержки импульсов, используемого до переходной помехи. В отличие от варианта определения максимального угла задержки импульсов в случае, когда система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии, или когда возникает малая переходная помеха (при которой механизм управления максимальным углом задержки импульсов фактически заключается в устранении помехи путем увеличения напряжения постоянного тока, когда система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии, или возникает малая переходная помеха), когда возникает большая переходная помеха, и задачей управления является недопущение нарушения коммутации, на стороне выпрямителя системы передачи постоянного тока может быть произведена устраняющая помеху обработка, направленная на возврат системы передачи постоянного тока к устойчивой точке работы. Следует отметить, что, преобразователь тока, описанный в варианте осуществления настоящего изобретения, состоит из вентильных групп (каждая из которых содержит незапираемые тиристоры); следовательно, вентильные группы на стороне инвертора системы передачи постоянного тока могут контролироваться для последующего осуществления управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для проведения коммутационной обработки в соответствии с максимальным углом задержки импульсов.
Максимальный угол задержки импульсов определяют с использованием следующих приемов:
1) определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока преобразователя тока, и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;
2) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;
3) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
4) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и
5) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов.
Далее приводится пояснение описанных выше приемов определения максимального угла задержки импульсов.
В приеме 1), падение коммутируемого напряжения определяется с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, и максимальный угол задержки импульсов определяется в зависимости от падения коммутируемого напряжения. В качестве примера может быть использована следующая формула:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический ток, I - номинальный постоянный ток, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов. В приеме 2), максимальный угол задержки импульсов определяется путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки. В качестве примера может быть использована следующая формула:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I -фактический ток, I - номинальный постоянный ток, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, которое может быть постоянной величиной или переменной величиной, например, когда Δγ является постоянной величиной, Δγ принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 35°; в другом примере, когда Δγ является переменной величиной, величина Δγ может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δγ становится больше, а в противном случае Δγ становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δγ может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.
В приеме 3) максимальный угол задержки импульсов определяется путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов (который используется для уменьшения максимального угла задержки импульсов). В качестве примера может быть использована следующая формула:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток, I - номинальный постоянный ток, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δα - приращение угла задержки импульсов (соответствующее приращению максимального угла задержки импульсов), которое может быть постоянной или переменной величиной, например, когда Δα является постоянной величиной, Δα принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 30°; в другом примере, когда Δα является переменной величиной, величина Δα может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δα становится больше, а в противном случае, Δα становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δα может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.
В приеме 4) максимальный угол задержки импульсов определяется путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки. В качестве примера может быть использована следующая формула:
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток, I - номинальный постоянный ток, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, которое может быть постоянной величиной или переменной величиной, например, когда Δγ является постоянной величиной, Δγ принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 35°; в другом примере, когда Δγ является переменной величиной, величина Δγ может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δγ становится больше, а в противном случае Δγ становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δγ может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.
В приеме 5) максимальный угол задержки импульсов определяется путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов. В качестве примера может быть использована следующая формула:
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток, I - номинальный постоянный ток, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К -положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δα - приращение угла задержки импульсов, которое может быть постоянной или переменной величиной, например, когда Δα является постоянной величиной, Δα принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 30°; в другом примере, когда Δα является переменной величиной, величина Δα может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δα становится больше, а в противном случае, Δα становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δα может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.
На этапе 103 преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока управляют так, чтобы выполнять операцию коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.
Включением/выключением преобразователя тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока управляют в зависимости от максимального угла задержки импульсов так, чтобы преобразователь тока выполнял коммутационную обработку, что позволяет избежать нарушения коммутации; обеспечивается стабильность напряжения системы передачи постоянного тока, для устранения помехи может быть использован контроллер тока на стороне выпрямителя, и система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы.
o
d
d
d
Следует отметить, что, на этапе 101, когда выявляют, что возникает помеха, и помеха не удовлетворяет условию критерия помехи, или когда устанавливается стабильная работа, согласно известной из уровня техники формуле (1) для определения падения коммутируемого напряжения выбирается командное значение постоянного тока, и вводится положительный угловой коэффициент K, чтобы обеспечить положительное угловое соотношение между напряжением постоянного тока и постоянным током преобразователя тока. Когда возникает малая переходная помеха на стороне инвертора, командное значение постоянного тока I остается тем же самым, при этом постоянный ток I увеличивается в связи с помехой, а максимальный угол АМАХ задержки импульсов, определенный согласно механизму управления максимальным углом задержки импульсов, предложенному в уровне техники, будет больше, чем этот угол до помехи. Следовательно, напряжение U постоянного тока на стороне инвертора увеличивается, фактический постоянный ток I уменьшается, и, таким образом, система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы.
Когда возникает большая переходная помеха на стороне инвертора, максимальный угол задержки импульсов определяется согласно описанному этапу 102, то есть, когда фактический постоянный ток увеличивается в связи с возникновением большой переходной помехи на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, устранение помехи осуществляется не путем увеличения напряжения постоянного тока, когда максимальный угол задержки импульсов определяется на стороне инвертора, а, вместо этого, максимальный угол задержки импульсов становится меньше, чем он был до возникновения большой переходной помехи. Задача управления заключается в том, чтобы избежать нарушения коммутации, соответственно, для устранения помехи может быть использован контроллер тока на стороне выпрямителя. Переходная помеха может быть устранена, кроме того удается избежать возникновения нарушения коммутации, которое возможно при устранении помехи согласно уровню техники, что тем самым обеспечивает возможность возврата системы передачи постоянного тока к стабильной рабочей точке при наличии большой переходной помехи.
Ниже приведены описания со ссылками на сценарии фактического применения.
На фиг. 2а, фиг. 2b, и фиг. 2с, когда полюс II20 заблокирован, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для полюса I10 (т.е., выполняется оценка наличия большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов (меньший, чем до помехи). Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:
d
o
diff
1) выявляют, что разница между абсолютной величиной постоянного тока I, протекающего через полюс I10 на стороне инвертора, и абсолютной величиной командного значения I постоянного тока больше I;
d
delta_Id
2) абсолютная величина изменения постоянного тока I, протекающего на стороне инвертора за единицу времени, больше K;
o
d
diff
3) разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока U на стороне инвертора и абсолютной величиной напряжения постоянного тока U больше U;
d
delta_Ud
4) абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока U на стороне инвертора за единицу времени больше K; и
5) полюс I10 получает от полюса II20 по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения и сигнал сдвига фаз.
Если условие удовлетворяется, применяется принцип управляющей обработки с использованием максимального угла задержки импульсов; аналогично, когда полюс I10 заблокирован, обработка полюса II20 осуществляется так же.
На фиг. 2b и фиг. 2с, когда полюс I10 находится в рабочем состоянии всей вентильной группы, и возникает пропуск импульсов при управлении высоковольтной вентильной группой 40 на стороне инвертора, или высоковольтная вентильная группа 40 оказывается выключена при отсутствии связи между станциями, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для низковольтной вентильной группы 50 полюса I10 (т.е. выполняется оценка о наличии большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов. Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:
d
o
diff
1) выявляют на стороне инвертора, что разница между абсолютной величиной постоянного тока I, протекающего через низковольтную вентильную группу 50 полюса I10, и абсолютной величиной командного значения постоянного тока I больше I;
d
delta_Id
2) абсолютная величина изменения постоянного тока U, протекающего через низковольтную вентильную группу 50 за единицу времени, больше K;
o
d
diff
3) разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока U и абсолютной величиной напряжения постоянного тока U больше U;
d
delta_Ud
4) абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока U за единицу времени больше K; и
5) низковольтная вентильная группа 50 получает от высоковольтной вентильной группы 40 по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения и сигнал сдвига фаз.
Аналогично, когда возникает пропуск импульсов при управлении низковольтной вентильной группой 50 на стороне инвертора, или низковольтная вентильная группа 50 оказывается выключена при отсутствии связи между станциями, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для высоковольтной вентильной группы 40 полюса I10 (т.е. выполняется оценка о наличии большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов. Указанный выше вариант обработки также может быть применен для высоковольтной вентильной группы 70 и низковольтной вентильной группы 60 полюса II20.
На фиг. 2с, когда полюс I10 на стороне инвертора находится в рабочем состоянии всей вентильной группы, и возникает однофазное замыкание на землю, двухфазное короткое замыкание, двухфазное замыкание на землю или трехфазное короткое замыкание в сети переменного тока I30, присоединенной к высоковольтной вентильной группе 40, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для низковольтной вентильной группы 50 полюса I10 (т.е. выполняется оценка о наличии большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов. Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:
d
o
diff
1) выявляют, что разница между абсолютной величиной постоянного тока I, протекающего через низковольтную вентильную группу 50 полюса I10, и абсолютной величиной командного значения постоянного тока I больше I;
d
delta_Id
2) абсолютная величина изменения постоянного тока I, протекающего на стороне инвертора за единицу времени, больше K;
o
d
diff
3) разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока U и абсолютной величиной напряжения постоянного тока U больше U;
d
delta_Ud
4) абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока U за единицу времени больше K;
A
B
C
delta_IP
5) определяют посредством низковольтной вентильной группы 50, что абсолютная величина изменения токов I, I, I на стороне сети переменного тока, присоединенной к высоковольтной вентильной группе 40, за единицу времени больше K;
A
B
C
delta_UP
6) определяют посредством низковольтной вентильной группы 50, что абсолютная величина изменения напряжений U, U, U на стороне сети переменного тока, присоединенной к высоковольтной вентильной группе 40, за единицу времени больше K; и
7) низковольтная вентильная группа 50 получает от высоковольтной вентильной группы 40 по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.
Если удовлетворено условие критерия помехи, применяется принцип управления максимальным углом задержки импульсов; аналогично, когда возникает сбой в сети переменного тока II80, присоединенной к низковольтной вентильной группе 50 на стороне инвертора, оценку того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняют для высоковольтной вентильной группы 40 полюса I10. Указанная выше обработка дополнительно применима для высоковольтной вентильной группы 70 и низковольтной вентильной группы 60 полюса II20.
d
o
diff
Когда разница между абсолютной величиной постоянного тока I преобразователя тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока I больше I по причине других сбоев на стороне инвертора, дополнительно выявляется, что возникла большая переходная помеха в системе передачи постоянного тока.
На фиг. 3 представлена принципиальная схема применения принципа управления максимальным углом задержки импульсов. Упомянутые выше отклонения тока и напряжения и основанные на производной алгоритмы, а также сигналы состояний, указывающие на блокировку, аварийное отключение, нарушение коммутации, и подобные им сигналы для второго полюса и второй вентильной группы используются в качестве входного значения логического алгоритма критерия большой переходной помехи, и в логическом алгоритме критерия большой переходной помехи используется по меньшей мере одно из входных значений. Если выявлено, что система работает устойчивым образом и возникает малая переходная помеха, выходное значение логического алгоритма критерия большой переходной помехи будет 0, и выбирающий логический алгоритм переключается на использование командного значения постоянного тока с тем, чтобы вычислить падение коммутируемого напряжения, то есть, чтобы запустить алгоритм определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (1). Если выявлено, что возникает большая переходная помеха, выходное значение логического алгоритма критерия большой переходной помехи будет 1, и выбирающий логический алгоритм переключается на использование какой-либо из формул (2)-(6) с тем, чтобы определить максимальный угол задержки импульсов.
Далее в варианте осуществления настоящего изобретения описано устройство управления коммутацией, предназначенное для выполнения упомянутого выше процесса управления коммутацией. Как изображено на фиг. 4, устройство управления коммутацией включает в себя:
детектирующий модуль 41, предназначенный для выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи;
модуль 42 определения, предназначенный для определения, если переходная помеха удовлетворяет условию критерия, максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи; и
модуль 43 управления, предназначенный для управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.
модуль 42 определения может определять максимальный угол задержки импульсов с использованием одного из следующих приемов:
1) определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и определение максимальный угол задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;
2) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;
3) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
4) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и
5) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;
причем падение коммутируемого напряжения и угол отсечки находятся в обратной корреляции с максимальным углом задержки импульсов.
В приеме 1) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (2):
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
В приеме 2) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (3):
Модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
В приеме 3) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (4):
о
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение, напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.
В приеме 4) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (5):
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.
В приеме 5) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (6):
o
x
o
d
dN
di0N
di0
где γ - опорное значение угла отсечки, d - относительное индуктивное падение напряжения, I - командное значение постоянного тока, I - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.
В качестве примера, детектирующий модуль 41 выполнен с возможностью выявления согласно по меньшей мере одному из следующих условий, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи:
разница между абсолютной величиной фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока больше первого порогового значения;
абсолютная величина изменения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше второго порогового значения;
разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной фактического значения напряжения постоянного тока больше третьего порогового значения;
абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше четвертого порогового значения;
абсолютная величина изменения различных токов на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше пятого порогового значения;
абсолютная величина изменения различных напряжений на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше шестого порогового значения;
локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации; и
первая вентильная группа локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второй вентильной группы по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.
При конкретном применении детектирующий модуль 41 и модуль 42 определения могут быть выполнены с применением в устройстве управления коммутацией микропроцессора (MCU) или программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA), а модуль 43 управления может быть выполнен с применением ограничителя и пропорционально-интегрального (PI) регулятора.
Последующее описание относится к аппаратному исполнению устройства управления коммутацией для конкретного варианта применения. Устройство 57 управления коммутацией, продемонстрированное на фиг. 5, включает в себя модуль 54 определения максимального угла задержки импульсов, модуль 55 регуляции напряжения и модуль 56 регуляции тока.
d
o
о
x
di0
Постоянный ток I, командное значение постоянного тока I, опорное значение γ угла отсечки, относительное индуктивное падение напряжения d и напряжение постоянного тока холостого хода U являются входными сигналами для модуля 54 определения максимального угла задержки импульсов. Модуль 59 управления максимального угла задержки импульсов определяет и выдает в качестве выходного значения максимальный угол АМАХ задержки импульсов в зависимости от принципа управления максимальным углом задержки импульсов на стороне инвертора на фиг. 3.
o
d
Разность между командным значением напряжения постоянного тока U и напряжением постоянного тока U является входным значением для модуля 55 регуляции напряжения и выходным значением для ограничителя 51, поступающим через PI регулятор 50, расположенный на модуле 55 регуляции напряжения. Нижний предел ограничителя 51 составляет 110°, а его верхний предел является выходным значением АМАХ, полученным с помощью модуля 54 определения максимального угла задержки импульсов.
o
d
o
d
Разность между командным значением постоянного тока I и постоянным током I поступает на модуль 56 регуляции тока. При использовании на стороне инвертора, модуль 56 регуляции тока вычитает разность тока ΔI из указанной выше разности тока (разности между командным значением постоянного тока I и постоянным током I), и подает полученный результат на PI регулятор 52, а затем через PI регулятор 52 на ограничитель 53. Нижний предел ограничителя 53 составляет 110°, а его верхним пределом является выходное значение ограничителя 51.
Ограничитель 53 управляет вентильной группой 58 устройства передачи постоянного тока с использованием выходного значения максимального угла задержки импульсов. После того, как разность тока подается на сторону инвертора, выходное значение регулятора тока, как правило, оказывается больше верхнего предела ограничителя 53, причем выходное значение регулятора тока является верхним пределом ограничителя 53; при этом выходное значение модуля 55 регуляции напряжения, как правило, больше максимального угла АМАХ задержки импульсов, а выходное значение ограничителя 51 является его верхним пределом АМАХ. Следовательно, устройство 57 на стороне инвертора, как правило, использует для управления максимальный угол задержки импульсов. С учетом вышесказанного, в вариантах осуществления настоящего изобретения, когда сторона инвертора системы передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии или имеет малую переходную помеху, падение коммутируемого напряжения преобразователя тока на стороне инвертора во время коммутации определяется в соответствии с командным значением постоянного тока, а максимальный угол задержки импульсов определяется в зависимости от падения коммутируемого напряжения. Когда возникает большая переходная помеха на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, если разности между измеренными величинами постоянного тока и напряжения постоянного тока и соответствующими командными значениями являются большими, или изменения постоянного тока и напряжения постоянного тока за единицу времени являются большими, или если на втором полюсе или второй вентильной группе локального полюса передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения возникают сбои, блокировки и подобные ситуации, поскольку фактический постоянный ток преобразователя тока значительно больше командного значения постоянного тока, максимальный угол задержки импульсов преобразователя тока при наличии большой переходной помехи уменьшается с использованием по меньшей мере одного из следующих приемов: 1) определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения; 2) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; 3) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов; 4) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на опорное значение приращения угла отсечки; и 5) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов. То есть, устранение помехи осуществляют не путем увеличения напряжения постоянного тока, когда максимальный угол задержки импульсов определяется на стороне инвертора, а, вместо этого, при коммутационной обработке используется максимальный угол задержки импульсов меньший, чем использовался до возникновения большой переходной помехи. Задачей управления является недопущение нарушения коммутации, причем для устранения помехи используется контроллер тока на стороне выпрямителя, и, таким образом, система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы.
Специалистам в данной области техники понятно, что все или некоторые из этапов способа в описанных выше вариантах осуществления могут выполняться с использованием соответствующего оборудования под управлением надлежащей программы. Программа может храниться на машиночитаемом информационном носителе. При работе программы выполняются этапы способа, соответствующие вариантам осуществления. Информационный носитель может представлять собой любой носитель, обеспечивающий хранение программных кодов, например, переносной накопитель, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), магнитный диск или оптический диск.
В альтернативном варианте, если интегрированный модуль настоящего изобретения выполнен в виде программного функционального модуля, и распространяется или используется в качестве самостоятельного продукта, интегрированный модуль может также сохраняться на машиночитаемом информационном носителе. На основании этого, технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения как таковые, или в качестве дополнения к известным из уровня техники решениям могут быть реализованы в форме программного продукта. Компьютерный программный продукт сохраняется на информационном носителе и включает в себя различные инструкции, позволяющие компьютерному устройству (которое может быть персональным компьютером, сервером или сетевым устройством) осуществить способ, соответствующий целиком или частично вариантам осуществления настоящего изобретения. Информационный носитель может представлять собой любой носитель, обеспечивающий хранение программных кодов, например, переносной накопитель, RAM, ROM, магнитный диск или оптический диск.
Приведенные выше описания относятся лишь к примерам вариантов осуществления настоящего изобретения, и не предназначены для ограничения области патентной защиты настоящего изобретения. Модификации или замены в технических деталях настоящего изобретения, понятные специалистам в данной области техники, должны также принадлежать области патентной защиты настоящего изобретения. Следовательно, область патентной защиты настоящего изобретения является предметом прилагаемой формулы изобретения.