CN112290578B - 高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法 - Google Patents

Abstract

一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法，该方法包括：根据对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号进行逻辑关系判定，从而确定功率指令值的最终值；根据对极的双极功率控制模式信号，对待定速率和第一升降速率进行切换判定，得到最终升降速率指令值。通过本发明实施例提供的方法，增加了无通信无运行状态的判定信号，避开了低电压保护延迟，在失去站间通信的情况下，本极可以快速判定对极故障停运，执行极间功率转移；当失去站间通信极直流线路故障并需要紧急移相时，加快健全极功率转移速度。

Description

高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法

技术领域

本发明涉及高压直流输电系统控制领域，具体而言，涉及一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法。

背景技术

随着大容量特高压直流输电工程的投运和新能源发电的集群化接入，我国的电网呈现出由大规模能源基地经特高压直流输电工程向负荷中心供电的格局。由于直流输送容量大幅增加，受端电网呈现出弱支撑的电网特性，亟需优化换流站控制策略以应对直流馈入弱系统所面临的挑战。

目前我国特高压直流极控制环节在逆变站停运闭锁且失去站间通信的情况下，整流站故障极不会立即闭锁，其低电压保护需要延迟数百毫秒才会发出闭锁指令，导致交流电网出现严重功率缺额，安控动作切负荷。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法，旨在解决相关技术中功率转移速度过慢的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法，包括：获取对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号；根据所述对极的双极功率控制模式信号、所述对极的运行状态信号以及所述本极的双极功率控制模式信号进行第一逻辑关系判定，得到本极的第一判定信号，根据所述本极的第一判定信号，对第一数值和第二数值进行切换判定，得到第一数值或第二数值作为最终数值，根据所述最终数值和总功率计算得到本极的功率指令值；根据所述对极的双极功率控制模式信号，对本极的待定速率和本极的第一升降速率进行切换判定，得到本极的最终升降速率指令值；其中，本极的待定速率为本极的第一升降速率和本极的第二升降速率切换判定的结果；根据所述本极的功率指令值和所述本极的最终升降速率指令值在本极进行极间功率补偿控制。

进一步地，所述对极的运行状态信号，通过如下方式得到：获取对极的通信正常信号和对极的无通信无运行状态信号；将对极的通信正常信号进行非门判定，得到对极的通信正常信号的反向信号；根据所述对极的通信正常信号的反向信号和所述对极的无通信无运行状态信号进行与门判定，得到本极的第二判定信号，并根据所述本极的第二判定信号控制对极的运行状态信号的切换。

进一步地，根据所述对极的双极功率控制模式信号、所述对极的运行状态信号以及所述本极的双极功率控制模式信号进行第一逻辑关系判定，得到第一判定信号，根据所述本极的第一判定信号，对第一数值和第二数值进行切换判定，得到第一数值或第二数值作为最终数值，包括：将所述对极的双极功率控制模式信号、所述对极的运行状态信号以及所述本极的双极功率控制模式信号进行与门判定，得到本极的第一判定信号，并根据所述本极的第一判定信号控制第一数值和第二数值之间的切换。

进一步地，所述本极的待定速率，采用如下方式的得到：获取对极的通信正常信号、对极的运行状态信号以及原判定逻辑信号；对所述对极的运行状态信号进行非门判定，得到对极的运行状态信号的反向信号；根据对极的运行状态信号的反向信号和所述对极的通信正常信号进行或门判定，得到本极的第三判定信号；根据所述本极的第三判定信号和所述原判定逻辑信号进行与门判定，得到本极的第四判定信号，根据本极的第四判定信号对本极的第一升降速率和本极的第二升降速率进行切换判定，得到本极的待定速率。

进一步地，所述根据本极的第四判定信号对本极的第一升降速率和本极的第二升降速率进行切换判定，得到本极的待定速率，包括：若所述本极的第四判定信号的值为true值，则切换至本极的第二升降速率；否则，则维持本极的第一升降速率。

进一步地，所述根据所述对极的双极功率控制模式信号，对本极的待定速率和本极的第一升降速率进行切换判定，得到本极的最终升降速率指令值，包括：若所述对极的双极功率控制模式信号的值为true值，则切换至本极的待定速率；否则，则维持本极的第一升降速率。

进一步地，所述对极的无通信无运行状态信号由对极通过如下方式得到：获取对极的直流线路电压、对极的中性线电压、对极的通信正常信号以及对极的线路故障移相信号；基于所述对极的直流线路电压和所述对极的中性线电压进行对极的第一故障判定，得到对极的第一判定信号，基于所述对极的通信正常信号进行对极的第二故障判定得到对极的第二判定信号，以及基于所述对极的线路故障移相信号进行对极的第三故障判定得到对极的第三判定信号；基于所述对极的第一判定信号、所述对极的第二判定信号和对极的第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得对极的无通信无运行状态信号。

进一步地，所述基于所述对极的直流线路电压和所述对极的中性线电压进行对极的第一故障判定，得到对极的第一判定信号，包括：计算所述对极的直流线路电压和所述对极的中性线电压的差值，得到对极的直流电压测量值；若对极为正极，则判断所述对极的直流电压测量值是否小于第一预设值：若是，则对极的第一判定信号指示发生对极的第一类型故障；否则对极的第一判定信号指示未发生对极的第一类型故障；若对极为负极，则判断所述对极的直流电压测量值是否大于第二预设值：若是，则对极的第一判定信号指示发生对极的第一类型故障；否则对极的第一判定信号指示未发生对极的第一类型故障。

进一步地，所述基于所述对极的通信正常信号进行对极的第二故障判定得到对极的第二判定信号，包括：将所述对极的通信正常信号进行非门判定，得到对极的第二判定信号以指示是否发生对极的第二类型故障。

进一步地，所述基于所述对极的线路故障移相信号进行对极的第三故障判定得到对极的第三判定信号，包括：将所述对极的线路故障移相信号进行非门判定，得到对极的第三判定信号以指示是否发生对极的第三类型故障。

进一步地，基于所述对极的第一判定信号、所述对极的第二判定信号和对极的第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得对极的无通信无运行状态信号，包括：若所述对极的第一判定信号、所述对极的第二判定信号和对极的第三判定信号均指示发生故障，则对极的无通信无运行状态信号指示对极处于无通信无运行状态；否则对极的无通信无运行状态信号指示对极未处于无通信无运行状态。

进一步地，所述获得对极的无通信无运行状态信号之后，包括：根据所述对极的无通信无运行状态信号控制对极的双极功率控制模式信号的切换。

第二方面，本发明实施例还提供了一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的系统，包括：第一极，用于采用上述各实施例提供的方法确定无通信无运行状态信号和双极功率控制模式信号，并将无通信无运行状态信号、双极功率控制模式信号、通信正常信号、线路故障移相信号以及运行状态信号发送至第二极；第二极，用于接收第一极所发送的无通信无运行状态信号、双极功率控制模式信号、通信正常信号、线路故障移相信号以及运行状态信号，采用上述各实施例提供的方法进行极间功率补偿控制。

本发明实施例提供的高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法，通过原有的极间功率控制环节的基础上进行了优化，增加了无通信无运行状态的判定信号，避开了低电压保护延迟，在失去站间通信的情况下，本极可以快速判定对极故障停运，执行极间功率转移；当对极故障并需要紧急移相时，加快健全极功率转移速度。通过上述实施例，能够解决高压直流接入弱交流系统时功率转移过慢的问题，保证了交/直流系统的稳定运行。

本发明实施例提供的确定无通信无运行状态信号的方法，通过直流线路电压、中性线电压以及通信正常信号进行无通信极判定，当失去站间通信后，逆变站发生故障导致紧急停运时，整流站能快速判断出此时的状态，启动无通信无运行状态信号的判定逻辑；同时，引入线路故障移相信号，从而实现直流线路故障导致直流电压下降时不启动无通信无运行状态信号的判定逻辑。通过上述实施例的方法，可以快速准确地确定无通信无运行状态信号。

附图说明

图1示出了根据本发明实施例的高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法的示例性流程图；

图2示出了根据本发明实施例的高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法的示例性判定逻辑图；

图3示出了根据本发明实施例的确定无通信无运行状态信号的方法的示例性流程图；

图4示出了根据本发明实施例的确定无通信无运行状态信号的方法的示例性判定逻辑图；

图5示出了根据本发明的实施例1提供的系统的仿真结果情况；

图6示出了根据本发明的实施例1提供的系统的无通信极线路故障时的仿真结果情况；

图7示出了根据发明的实施例2提供的未采用本发明系统的试验录波情况，其中，图7（a）为第一极的波形，波形由上至下分别为整流站直流电压、直流电流、触发角、双极输送功率；图7（b）为第二极的波形，波形由上至下分别为逆变站直流电压、直流电流、触发；

图8示出了根据发明的实施例2提供的采用了本发明系统的试验录波情况，其中，图8（a）为第一极的波形，波形由上至下分别为整流站直流电压、直流电流、触发角、双极输送功率；图8（b）为第二极的波形，波形由上至下分别为逆变站直流电压、直流电流、触发角。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1示出了根据本发明实施例的高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法的示例性流程图。

如图1所示，该方法包括：

步骤S101：获取对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号；

步骤S102：根据对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号进行第一逻辑关系判定，得到本极的第一判定信号，根据本极的第一判定信号，对第一数值和第二数值进行切换判定，得到第一数值或第二数值作为最终数值，根据最终数值和总功率计算得到本极的功率指令值；

步骤S103：根据对极的双极功率控制模式信号，对本极的待定速率和本极的第一升降速率进行切换判定，得到本极的最终升降速率指令值；其中，本极的待定速率为本极的第一升降速率和本极的第二升降速率切换判定的结果；

步骤S104：根据本极的功率指令值和本极的最终升降速率指令值在本极进行极间功率补偿控制。

上述实施例中，第一数值为1，表示只有一个极运行，即对极处于故障状态；第二数值为2，表示两个极均在运行，即对极未故障。本极的功率指令值为总功率除以第一数值或第二数值得到。优选地，本极的第一升降速率为1000000W/min。通过步骤S102和步骤S103分别进行逻辑判断，得到本极的功率指令和本极的最终升降速率指令值，以用于快速功率转移，实现极间功率控制。

需要了解的是，本发明各个实施例中对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号、本极的双极功率控制模式信号以及本极的第一判定信号等信号的信号值可以为true值或false值，其中，true值可以表示发出信号，可以为任意数值，如1、2、3……；false值可以表示未发出信号，可以为任意true值之外的数值。后续实施例为了便于表述，选取true值为1，false值为0。

进一步地，对极的运行状态信号，通过如下方式得到：

获取对极的通信正常信号和对极的无通信无运行状态信号；

将对极的通信正常信号进行非门判定，得到对极的通信正常信号的反向信号；

根据对极的通信正常信号的反向信号和对极的无通信无运行状态信号进行与门判定，得到本极的第二判定信号，并根据本极的第二判定信号控制对极的运行状态信号的切换。

进一步地，根据本极的第二判定信号控制对极的运行状态信号的切换，包括：

若本极的第二判定信号的值为1，则将对极的运行状态信号的当前值切换为0；否则，则维持对极的运行状态信号的当前值。

进一步地，根据对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号进行第一逻辑关系判定，得到本极的第一判定信号，根据本极的第一判定信号，对第一数值和第二数值进行切换判定，得到第一数值或第二数值作为最终数值，包括：

将对极的双极功率控制模式信号、所述的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号进行与门判定，得到本极的第一判定信号，并根据本极的第一判定信号控制第一数值和第二数值之间的切换。

进一步地，根据本极的第一判定信号控制第一数值和第二数值之间的切换，包括：

若本极的第一判定信号的值为1，则切换至第二数值；否则，则维持第一数值；其中，第二数值为2，第一数值为1。

进一步地，本极的待定速率，采用如下方式的得到：

获取对极的通信正常信号、对极的运行状态信号以及原判定逻辑信号；

对对极的运行状态信号进行非门判定，得到对极的运行状态信号的反向信号；

根据对极的运行状态信号的反向信号和对极的通信正常信号进行或门判定，得到本极的第三判定信号；

根据本极的第三判定信号和原判定逻辑信号进行与门判定，得到本极的第四判定信号，根据本极的第四判定信号对本极的第一升降速率和本极的第二升降速率进行切换判定，得到本极的待定速率。

进一步地，根据本极的第四判定信号对本极的第一升降速率和本极的第二升降速率进行切换判定，得到本极的待定速率，包括：

若本极的第四判定信号的值为true值，则切换至本极的第二升降速率；否则，则维持本极的第一升降速率。

进一步地，根据对极的双极功率控制模式信号，对本极的待定速率和本极的第一升降速率进行切换判定，得到本极的最终升降速率指令值，包括：

若对极的双极功率控制模式信号的值为true值，则切换至本极的待定速率；否则，则维持本极的第一升降速率。

进一步地，所述无通信无运行状态信号采用如下方式确定：

获取直流线路电压、中性线电压、通信正常信号以及线路故障移相信号；

基于直流线路电压和中性线电压进行第一故障判定，得到第一判定信号，基于通信正常信号进行第二故障判定得到第二判定信号，以及基于线路故障移相信号进行第三故障判定得到第三判定信号；

基于第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得无通信无运行状态信号。

进一步地，基于直流线路电压和中性线电压进行第一故障判定，得到第一判定信号，包括：

计算直流线路电压和中性线电压的差值，得到直流电压测量值；

若本极为正极，则判断直流电压测量值是否小于第一预设值：若是，则第一判定信号指示发生第一类型故障；否则第一判定信号指示未发生第一类型故障；

若本极为负极，则判断直流电压测量值是否大于第二预设值：若是，则第一判定信号指示发生第一类型故障；否则第一判定信号指示未发生第一类型故障。

进一步地，基于通信正常信号进行第二故障判定得到第二判定信号，包括：

将通信正常信号进行非门判定，得到第二判定信号以指示是否发生第二类型故障。

进一步地，基于线路故障移相信号进行第三故障判定得到第三判定信号，包括：

将线路故障移相信号进行非门判定，得到第三判定信号以指示是否发生第三类型故障。

进一步地，基于第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得无通信无运行状态信号，包括：

若第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号均指示发生故障，则无通信无运行状态信号指示处于无通信无运行状态；否则无通信无运行状态信号指示未处于无通信无运行状态。

进一步地，双极功率控制模式信号采用如下方式确定：

获得无通信无运行状态信号之后，根据无通信无运行状态信号控制双极功率控制模式信号的切换。

图2示出了根据本发明实施例的极间功率控制的方法的示例性判定逻辑图。如图2所示， P2（极2）的功率指令值计算，通过P1（极1）的双极功率控制模式信号BC_ON、P1的运行状态信号OPN_FOP以及P2的双极功率控制模式信号BC_ON进行与门判定得到。该P1的双极功率控制模式信号BC_ON，通过P1的无通信无运行状态信号NOOPN_NOCOM确定；该P1的运行状态信号OPN_FOP，通过P1的通信正常信号TCOM_OK的反向信号和P1的无通信无运行状态信号NOOPN_NOCOM的与门判定结果得到。P2的升降功率可以在1000000W/min和另一分支升降速率（待定速率）中进行切换判定得到（选择器选择），该切换判定信号为P1的双极功率控制模式信号BC_ON。另一分支升降速率，可以在1000000W/min和独立控制的较小速率中进行切换判定得到，该切换判定信号通过P1的通信正常信号TCOM_OK、P1的线路故障移相信号ORD_DOWN以及P2的原判定逻辑信号进行逻辑判定得到。

本发明实施例提供的高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法，通过原有的极间功率控制环节的基础上进行了优化，增加了无通信无运行状态的判定信号，避开了低电压保护延迟，在失去站间通信的情况下，本极可以快速判定对极故障停运，执行极间功率转移；当对极故障并需要紧急移相时，加快健全极功率转移速度。通过上述实施例，能够解决高压直流接入弱交流系统时功率转移过慢的问题，保证了交/直流系统的稳定运行。

图3示出了根据本发明实施例的确定无通信无运行状态信号的方法的示例性流程图。

如图3所示，该方法包括：

步骤S301：获取直流线路电压、中性线电压、通信正常信号以及线路故障移相信号。

本发明实施例中，直流线路电压UDL、中性线电压UDN、通信正常信号TCOM_OK以及线路故障移相信号ORD_DOWN均可以直接采集得到。

步骤S302，包括：

步骤S3021：基于直流线路电压和中性线电压进行第一故障判定，得到第一判定信号；

步骤S3022：基于通信正常信号进行第二故障判定得到第二判定信号；

步骤S3023：基于线路故障移相信号进行第三故障判定得到第三判定信号。

步骤S3021、S3022以及S3023为三个并行执行的步骤，彼此之间相互独立。

进一步地，步骤S3021，包括：

计算直流线路电压和中性线电压的差值，得到直流电压测量值；

若本极为正极，则判断直流电压测量值是否小于第一预设值：若是，则第一判定信号指示发生第一类型故障；否则第一判定信号指示未发生第一类型故障；

若本极为负极，则判断直流电压测量值是否大于第二预设值：若是，则第一判定信号指示发生第一类型故障；否则第一判定信号指示未发生第一类型故障。

本发明实施例中，若本极为正极，直流电压测量值小于第一预设值，则说明正极发生故障，第一判定信号的值为true值，否则正极未故障，第一判定信号的值为false值。类似地，若本极为负极，直流电压测量值大于第二预设值，则说明负极发生故障，第一判定信号为true值，否则负极未故障，第一判定信号的值为false值。

需要了解的是，本发明各个实施例中true值可以表示发出信号，可以为任意数值，如1、2、3……；false值可以表示未发出信号，可以为任意true值之外的数值，为了便于表述，选取true值为1，false值为0。

优选地，第一预设值为0.3pu，第二预设值为-0.3pu。

进一步地，步骤S3022，包括：

将通信正常信号进行非门判定，得到第二判定信号以指示是否发生第二类型故障。

进一步地，步骤S3022，还包括：

将通信正常信号进行非门判定：若通信正常信号的值为0，则第二判定信号的值为1，指示发生第二类型故障；否则第二判定信号的值为0，指示未发生第二类型故障。

本发明实施例中，若通信正常时，通信正常信号TCOM_OK的值为1，通信异常时，即失去站间通信后，通信正常信号TCOM_OK的值为0。对通信正常信号TCOM_OK进行非门后，则通信异常时，第二判定信号的值为1。

进一步地，步骤S3023，包括：

将线路故障移相信号进行非门判定，得到第三判定信号以指示是否发生第三类型故障。

进一步地，步骤S3023，还包括：

将线路故障移相信号进行非门判定：若线路故障移相信号的值为0，则第三判定信号的值为1，指示发生第三类型故障；否则第三判定信号的值为0，指示未发生第三类型故障。

本发明实施例中，当无通信极线路故障紧急移相时，线路故障移相信号ORD_DOWN的值为1，进行非门后，第三判定信号的值为0。通过引入线路故障移相信号ORD_DOWN，在紧急移相期间可以保证无通信无运行状态信号无效。

步骤S303：基于第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得无通信无运行状态信号。

进一步地，步骤S303，包括：

若所述第一判定信号、所述第二判定信号和第三判定信号均指示发生故障，则无通信无运行状态信号指示处于无通信无运行状态；否则无通信无运行状态信号指示未处于无通信无运行状态。

进一步地，步骤S303，还包括：

若第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号的值均为1，则无通信无运行状态信号的值为1，指示处于无通信无运行状态；否则无通信无运行状态信号的值为0，指示未处于无通信无运行状态。

本发明实施例中，对第一判定信号、第二判定信号和第三判定信号进行与门逻辑判定，若满足与门条件，则无通信无运行状态信号的值为1，指示处于无通信无运行状态；否则无通信无运行状态信号的值为0，指示未处于无通信无运行状态。

图4示出了根据本发明实施例的确定无通信无运行状态信号的方法的示例性判定逻辑图。如图4所示，通过直流线路电压UDL、中性线电压UDN计算得到直流电压测量值，根据直流电压测量值的阈值范围确定第一个与门输入信号（第一判定信号）；将通信正常信号TCOM_OK进行非门判定后的信号作为第二个与门输入信号（第二判定信号）；将线路故障移相信号ORD_DOWN进行非门判定后的信号作为第三个与门输入信号（第三判定信号），根据三个与门输入信号得到无通信无运行状态信号NOOPN_NOCOM。

本发明实施例提供的确定无通信无运行状态信号的方法，通过直流线路电压、中性线电压以及通信正常信号进行无通信极判定，当失去站间通信后，逆变站发生故障导致紧急停运时，整流站能快速判断出此时的状态，启动无通信无运行状态信号的判定逻辑；同时，引入线路故障移相信号，从而实现直流线路故障导致直流电压下降时不启动无通信无运行状态信号的判定逻辑。通过上述实施例的方法，可以快速准确地确定无通信无运行状态信号。

进一步地，步骤S303之后，包括：

根据无通信无运行状态信号控制双极功率控制模式信号的切换。

进一步地，根据无通信无运行状态信号控制双极功率控制模式信号的切换，包括：

若无通信无运行状态信号的值为1，则将双极功率控制模式信号的当前值切换为0；否则，则维持双极功率控制模式信号的当前值。

上述实施例中，通过对无通信无运行状态信号的判定，可以完成对双极功率控制模式信号的快速判定，从而为对极能立刻将执行功率转移时的速率选择为较大值，加快健全极功率转移速率提供保障。

本发明实施例还提供了一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的系统，包括：

第一极，用于采用上述各实施例提供的方法确定无通信无运行状态信号和双极功率控制模式信号，并将无通信无运行状态信号、双极功率控制模式信号、通信正常信号、线路故障移相信号以及运行状态信号发送至第二极；

第二极，用于接收第一极所发送的无通信无运行状态信号、双极功率控制模式信号、通信正常信号、线路故障移相信号以及运行状态信号，采用上述各实施例提供的方法进行极间功率补偿控制。

本发明实施例中，第一极可以为逆变站，第二极可以为整流站。通过增加无通讯极判定逻辑，在失去站间通讯的情况下整流站快速判定逆变站故障停运，执行极间功率转移；当无通信极直流线路故障并需要紧急移相时，加快健全极功率转移速度。通过上述实施例，能够解决高压直流接入弱交流系统时功率转移过慢影响系统稳定性的问题。

实施例1

建立采用本发明实施例提供的极间功率控制的系统，进行相同条件下的仿真试验。图5示出了根据本发明实施例提供的系统的仿真结果情况。如图5所示，图中从上至下波形依次为整流站第一极1直流电压、直流电流、触发角、第二极2直流电压、直流电流、触发角以及双极输送功率。由图可见，在逆变站第一极1紧急停运后90ms，第二极2直流电流由0.5pu上升至1.0pu，由功率曲线可见，故障后120ms输送功率已恢复至原功率水平的90%。可见经过对控制环节的优化，实现了无通信极逆变站紧急闭锁之后健全极的功率快速转移。

为了避免无通信极线路故障导致紧急移相时产生逻辑上的矛盾，并在此时完成第二极2快速功率转移以配合安稳装置动作时间，在优化策略的相应位置引入了ORD_DOWN信号进行逻辑判定，现对此逻辑进行仿真验证。初始状态与之前一致，第一极1失去站间通信后，在5s时发生线路瞬时接地故障持续时间50ms，仿真结果如图6所示。

图6示出了根据本发明实施例提供的系统的无通信极线路故障时的仿真结果情况。如图6所示，第一极1紧急移相期间，功率完成快速转移，当线路故障清除，第一极1重启动成功之后，第二极2功率恢复至原水平。本发明实施例提供的极间功率控制对直流系统的其余运行控制不会产生影响。

实施例2

在国家电网仿真中心电力系统数模混合仿真实验室建立数模混合仿真模型，交/直流一次系统在HYPERSIM中搭建全数字仿真模型，二次系统采用实际±500kV直流工程的基于MACH2的直流控制保护设备。试验步骤：直流双极功率控制，输送功率1500MW，断开极1的站间通信。逆变站极1模拟阀短路保护跳闸X闭锁。

图7示出了未采用本发明实施例提供的系统的试验录波情况，图7（a）为第一极的波形，波形由上至下分别为整流站直流电压、直流电流、触发角、双极输送功率；图7（b）为第二极的波形，波形由上至下分别为逆变站直流电压、直流电流、触发角。如图7所示，结果与离线电磁暂态仿真结果基本一致，未采用本发明实施例提供的系统，在这种故障工况下极间功率转移需要将近300ms的时间才能完成，会导致安稳装置动作。

图8示出了采用本发明实施例提供的系统的试验录波情况，图8（a）为第一极的波形，波形由上至下分别为整流站直流电压、直流电流、触发角、双极输送功率；图8（b）为第二极的波形，波形由上至下分别为逆变站直流电压、直流电流、触发角。如图8所示，功率转移时间缩短至110ms左右，验证了本发明实施例的系统的有效性。通过对原控制保护程序的优化，加快了无站间通信情况下，逆变站X闭锁后极间功率转移的速度，与安稳装置完成正确配合，避免了安稳装置动作。

本发明实施例提供的系统，与直流输电基础理论相符，只需要对控制过程进行小范围修改，具有可操作性，且不会对直流系统的正常运行状态下的控制造成影响。由于本发明实施例提供的系统与直流系统一、二次参数无关，具有普遍的适用性。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (13)

1.一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取对极的双极功率控制模式信号、对极的运行状态信号以及本极的双极功率控制模式信号；

根据所述对极的双极功率控制模式信号、所述对极的运行状态信号以及所述本极的双极功率控制模式信号进行第一逻辑关系判定，得到本极的第一判定信号，根据所述本极的第一判定信号，对第一数值和第二数值进行切换判定，得到第一数值或第二数值作为最终数值，根据所述最终数值和总功率计算得到本极的功率指令值；

根据所述对极的双极功率控制模式信号，对本极的待定速率和本极的第一升降速率进行切换判定，得到本极的最终升降速率指令值；其中，本极的待定速率为本极的第一升降速率和本极的第二升降速率切换判定的结果；

根据所述本极的功率指令值和所述本极的最终升降速率指令值在本极进行极间功率补偿控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对极的运行状态信号，通过如下方式得到：

获取对极的通信正常信号和对极的无通信无运行状态信号；

将对极的通信正常信号进行非门判定，得到对极的通信正常信号的反向信号；

根据所述对极的通信正常信号的反向信号和所述对极的无通信无运行状态信号进行与门判定，得到本极的第二判定信号，并根据所述本极的第二判定信号控制对极的运行状态信号的切换。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述对极的双极功率控制模式信号、所述对极的运行状态信号以及所述本极的双极功率控制模式信号进行第一逻辑关系判定，得到本极的第一判定信号，根据所述本极的第一判定信号，对第一数值和第二数值进行切换判定，得到第一数值或第二数值作为最终数值，包括：

将所述对极的双极功率控制模式信号、所述对极的运行状态信号以及所述本极的双极功率控制模式信号进行与门判定，得到本极的第一判定信号，并根据所述本极的第一判定信号控制第一数值和第二数值之间的切换。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本极的待定速率，采用如下方式得到：

获取对极的通信正常信号、对极的运行状态信号以及原判定逻辑信号；

对所述对极的运行状态信号进行非门判定，得到对极的运行状态信号的反向信号；

根据对极的运行状态信号的反向信号和所述对极的通信正常信号进行或门判定，得到本极的第三判定信号；

根据所述本极的第三判定信号和所述原判定逻辑信号进行与门判定，得到本极的第四判定信号，根据本极的第四判定信号对本极的第一升降速率和本极的第二升降速率进行切换判定，得到本极的待定速率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据本极的第四判定信号对本极的第一升降速率和本极的第二升降速率进行切换判定，得到本极的待定速率，包括：

若所述本极的第四判定信号的值为true值，则切换至本极的第二升降速率；否则，则维持本极的第一升降速率。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述对极的双极功率控制模式信号，对本极的待定速率和本极的第一升降速率进行切换判定，得到本极的最终升降速率指令值，包括：

若所述对极的双极功率控制模式信号的值为true值，则切换至本极的待定速率；否则，则维持本极的第一升降速率。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对极的无通信无运行状态信号由对极通过如下方式得到：

获取对极的直流线路电压、对极的中性线电压、对极的通信正常信号以及对极的线路故障移相信号；

基于所述对极的直流线路电压和所述对极的中性线电压进行对极的第一故障判定，得到对极的第一判定信号，基于所述对极的通信正常信号进行对极的第二故障判定得到对极的第二判定信号，以及基于所述对极的线路故障移相信号进行对极的第三故障判定得到对极的第三判定信号；

基于所述对极的第一判定信号、所述对极的第二判定信号和对极的第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得对极的无通信无运行状态信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述对极的直流线路电压和所述对极的中性线电压进行对极的第一故障判定，得到对极的第一判定信号，包括：

计算所述对极的直流线路电压和所述对极的中性线电压的差值，得到对极的直流电压测量值；

若对极为正极，则判断所述对极的直流电压测量值是否小于第一预设值：若是，则对极的第一判定信号指示发生对极的第一类型故障；否则对极的第一判定信号指示未发生对极的第一类型故障；

若对极为负极，则判断所述对极的直流电压测量值是否大于第二预设值：若是，则对极的第一判定信号指示发生对极的第一类型故障；否则对极的第一判定信号指示未发生对极的第一类型故障。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述对极的通信正常信号进行对极的第二故障判定得到对极的第二判定信号，包括：

将所述对极的通信正常信号进行非门判定，得到对极的第二判定信号以指示是否发生对极的第二类型故障。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述对极的线路故障移相信号进行对极的第三故障判定得到对极的第三判定信号，包括：

将所述对极的线路故障移相信号进行非门判定，得到对极的第三判定信号以指示是否发生对极的第三类型故障。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于所述对极的第一判定信号、所述对极的第二判定信号和对极的第三判定信号进行逻辑关系判断，根据判断结果，获得对极的无通信无运行状态信号，包括：

若所述对极的第一判定信号、所述对极的第二判定信号和对极的第三判定信号均指示发生故障，则对极的无通信无运行状态信号指示对极处于无通信无运行状态；否则对极的无通信无运行状态信号指示对极未处于无通信无运行状态。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获得对极的无通信无运行状态信号之后，包括：

根据所述对极的无通信无运行状态信号控制对极的双极功率控制模式信号的切换。

13.一种高压直流馈入弱系统极间功率补偿控制的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一极，用于采用如权利要求7-12任一所述的方法确定无通信无运行状态信号和双极功率控制模式信号，并将无通信无运行状态信号、双极功率控制模式信号、通信正常信号、线路故障移相信号以及运行状态信号发送至第二极；

第二极，用于接收第一极所发送的无通信无运行状态信号、双极功率控制模式信号、通信正常信号、线路故障移相信号以及运行状态信号，采用如权利要求1-6任一所述的方法进行极间功率补偿控制。

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