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

背景技術(shù)：

當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)計建造的，作為國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，其長期運行的可靠性直接關(guān)系到整個直流輸電工程的經(jīng)濟效益，其中換流閥的最基本核心單元—晶閘管級的長期安全、穩(wěn)定、可靠的運行是重中之重。整個晶閘管級中，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行可靠性的關(guān)鍵元器件。這些基本元器件長時間在高電壓、大電流、強磁場的工況下運行，環(huán)境苛刻，自身物理特性狀態(tài)可能會發(fā)生緩慢的變化，進而影響晶閘管級的整體性能，從而影響整個換流閥的運行狀況。因此，在日常的運行工作中，實時的監(jiān)測換流閥晶閘管級中各基本元件的物理特性狀態(tài)對維持換流閥的長期可靠運行十分必要，有利于及早發(fā)現(xiàn)運行隱患，并在停電檢修期間消除，提高換流閥的經(jīng)濟效益，同時為整個換流閥工作狀態(tài)的動態(tài)評估提供參考依據(jù)。

目前在常規(guī)直流領(lǐng)域，國內(nèi)外還沒有對換流閥閥塔阻尼回路動態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測技術(shù)。在日常的換流站運行工作中，基本是通過兩種方法進行運行監(jiān)測，一種是每個晶閘管級的門級板對所在晶閘管級進行狀態(tài)監(jiān)測和保護，但這種方式著重于保護功能，而且只針對于故障發(fā)生時刻，不能讓隱患防患于未然；另一種方法是，運行人員在巡視走廊通過目測和測溫儀對換流閥表面和主要發(fā)熱元件進行監(jiān)測，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)測方法的一種補充，對于隱患排查、延長換流閥運行的效果甚微。

技術(shù)實現(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晶閘管級阻尼回路動態(tài)參數(shù)在線監(jiān)測方法。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(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，其改進之處在于，根 據(jù)所檢測的均壓電阻兩端電壓和流過均壓電阻的電流瞬時值計算阻尼回路中純阻性的直流均壓電阻的電阻值；在線監(jiān)測阻尼回路的時間常數(shù)RC值的方式監(jiān)測阻尼回路的參數(shù)。

進一步地，直流均壓電阻兩端電壓和流過的電流瞬時值均是通過晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元TTM板進行采集，將測量均壓電阻串聯(lián)到直流均壓回路中，晶閘管觸發(fā)與監(jiān)測單元TTM板通過測量直流均壓電阻兩端的電壓值即得到流過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，通過采用電壓采樣電路實現(xiàn)對晶閘管電壓的采樣，從而獲得電壓過零點和晶閘管觸發(fā)時刻間的若干點的電壓瞬時值，用此電壓瞬時值除以測得的對應(yīng)時刻的電流瞬時值，并對計算出的數(shù)據(jù)取平均，即得到直流均壓回路的電阻值。

進一步地，在線監(jiān)測阻尼回路的參數(shù)包括下述步驟：

根據(jù)阻尼回路中晶閘管器件手冊提供的晶閘管開關(guān)特性數(shù)據(jù)，進行電路拓撲等效性模擬，設(shè)計出與該阻尼回路的瞬時阻抗外部輸出特性相同的等效電路；

依據(jù)開關(guān)特性變化參數(shù)整理成輸入響應(yīng)方程組，根據(jù)阻尼回路放電過程零輸入響應(yīng)方程計算阻尼回路的時間常數(shù)RC值，再將要監(jiān)測的動態(tài)參數(shù)歸算成等效變量；

方程組參數(shù)動態(tài)變量的變化邊界的限定包括時間等變量參數(shù)的限定，在5倍的時間常數(shù)RC值時放電過程結(jié)束，即t＝5RC，RC＝t/5，進而判斷晶閘管級阻尼回路在這一時刻的狀態(tài)，以對阻尼回路動態(tài)參數(shù)是否處于正常范圍實時做出監(jiān)測判斷。

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阻尼回路動態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測方法，可真正的實現(xiàn)對換流閥閥塔基本單元晶閘管級的關(guān)鍵元器件的動態(tài)運行參數(shù)的實時監(jiān)測，針對晶閘管級阻尼回路的兩種不同特性，有針對的制定的相應(yīng)可行性方法，可以分別實時準確的采集運行中晶閘管級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態(tài)運行參數(shù)，實現(xiàn)對這三種基本元器件的物理特性的動態(tài)監(jiān)測，為換流閥的運行狀態(tài)評估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參數(shù)，極大的優(yōu)化了換流閥的運行檢修工作，從而有效的提高了換流閥的長時間安全、可靠運行的經(jīng)濟效益。

附圖說明

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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特征。本發(fā)明的實施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個范圍，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)明的這些實施方案可以被單獨地或總地用術(shù)語“發(fā)明”來表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實上公開了超過一個的發(fā)明，不是要自動地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個發(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，均需要實現(xiàn)實時動態(tài)在線監(jiān)測。對于純阻性的直流均壓電阻可以根據(jù)檢測到底兩端電壓和流過電阻的電流瞬時值計算其電阻值?？紤]到現(xiàn)狀中，換流閥閥塔內(nèi)晶閘管級的物理框架結(jié)構(gòu)，本方法對直流均壓電阻進行間接測量，通過針對直流均壓電阻設(shè)計間接的測量回路，通過間接測量回路的測量值進行等效歸算得出直流均壓電阻的實時值，進而反映晶閘管兩端的電壓值，因此可以計算出晶閘管電壓過零點和晶閘管觸發(fā)時刻間的若干點的電壓瞬時值，用此電壓瞬時值除以測得的的對應(yīng)時刻的電流瞬時值，并對計算出的數(shù)據(jù)取平均，即可得到直流均壓回路的電阻值，晶閘管運行中的均壓回路電阻波形如圖1。

如圖2所示，對于由阻尼電阻和阻尼電容串聯(lián)的容性回路，由于無法用電壓電流測量值直接計算阻尼支路的阻抗值，則本方法采用通過監(jiān)測阻尼回路的時間常熟RC值的方式對阻尼回路故障進行在線監(jiān)測。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關(guān)特性，進行電路拓撲等效性分析和歸算，設(shè)計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)測的動態(tài)參數(shù)進行歸算成等效變量，同時通過限定時間等變量參數(shù)來限定方程組參數(shù)動態(tài)變量的變化邊界，進而可追尋出特定時刻的可行解，從而實時監(jiān)測判斷阻尼回路動態(tài)參數(shù)是否處于正常范圍內(nèi)。

本發(fā)明為了精細化升級換流閥運行監(jiān)測技術(shù)，提供的一種高壓直流輸電晶閘管級阻尼回路動態(tài)參數(shù)的在線監(jiān)測方法，通過對換流閥基本單元—晶閘管級內(nèi)阻尼回路的在線監(jiān)測，實現(xiàn)對換流閥本體內(nèi)基本元器件在正常運行中的實時狀態(tài)參數(shù)變化的跟蹤，為整個換流閥工作狀態(tài)的評估提供參考依據(jù)，防患于未然，實現(xiàn)將換流閥運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時間安全運行的可靠性，真正的實現(xiàn)換流閥運行檢修工作的精細化，提高換流閥的經(jīng)濟效益。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實施方式進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，均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。