基于單相鎖相環(huán)的高壓直流分相觸發(fā)相位控制

王子民, 汪娟娟, 傅 闖, 李子林, 黃夢(mèng)華

(1. 華南理工大學(xué)電力學(xué)院, 廣東省廣州市 510640; 2. 中國(guó)南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 廣東省廣州市 510080)

0 引言

換流器觸發(fā)相位控制是高壓直流(HVDC)系統(tǒng)用于改變換流閥開(kāi)通時(shí)刻,實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制環(huán)節(jié),是控制系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)[1-2]。早期直流工程采用基于過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的分相觸發(fā)技術(shù),也稱為按相觸發(fā)或等觸發(fā)角觸發(fā),這是第一代觸發(fā)相位控制技術(shù)。該觸發(fā)控制中每個(gè)換流閥各自有其單獨(dú)的觸發(fā)相位控制電路,通過(guò)與換相電壓波形直接進(jìn)行比較確定各閥的觸發(fā)時(shí)間[3]。系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)換相電壓將會(huì)產(chǎn)生畸變,甚至出現(xiàn)多次過(guò)零點(diǎn),導(dǎo)致過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)受到較大干擾,尤其是在交流系統(tǒng)強(qiáng)度較弱時(shí),可能引發(fā)諧波不穩(wěn)定現(xiàn)象[2-3]。為解決上述問(wèn)題,文獻(xiàn)[4]提出了基于鎖相振蕩器的等間隔觸發(fā)技術(shù)[4],這是第二代觸發(fā)相位控制技術(shù)。該觸發(fā)控制中換流器只裝有一套觸發(fā)相位控制電路,根據(jù)三相鎖相環(huán)的輸出相位發(fā)出等間隔的觸發(fā)脈沖信號(hào)序列,目前世界上在運(yùn)行的HVDC輸電工程均采用了這種觸發(fā)方式。等間隔觸發(fā)下各個(gè)換流閥的觸發(fā)角不能單獨(dú)控制,換流器控制自由度降低,不對(duì)稱故障下各閥的實(shí)際觸發(fā)角存在差別,其中實(shí)際觸發(fā)角較大的換流閥發(fā)生換相失敗的概率增大,同時(shí)系統(tǒng)無(wú)法對(duì)交直流側(cè)諧波進(jìn)行主動(dòng)控制。中國(guó)已投運(yùn)和在建的直流輸電線路超過(guò)30條,居世界首位,直流輸電已成為中國(guó)大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素[5-8],直流系統(tǒng)對(duì)交流故障支撐能力的提升以觸發(fā)相位控制技術(shù)為基礎(chǔ),因此有必要研究新一代觸發(fā)相位控制技術(shù)。……