交直流混合運(yùn)行系統(tǒng)中的換相失敗研究.pdf

1、隨著全國聯(lián)網(wǎng)工作的深入開展，近年來越來越多的高壓直流輸電工程投入運(yùn)行。長距離大功率的直流輸電促使人們重點(diǎn)關(guān)注交直流混合運(yùn)行的系統(tǒng)安全性。換相失敗是高壓直流輸電系統(tǒng)的一種故障，其發(fā)生的主要原因是逆變側(cè)交流系統(tǒng)故障引起換相電壓下降。某些情況下?lián)Q相失敗可能自行恢復(fù)，但連續(xù)換相失敗可能引起直流輸電系統(tǒng)閉鎖，甚至危及整個系統(tǒng)穩(wěn)定，造成更大危害。交直流混合運(yùn)行系統(tǒng)中，電壓崩潰和控制引發(fā)的電壓振蕩都會造成逆變器永久換相失敗。研究高壓直流輸電系統(tǒng)的換相

2、失敗，并提前采取措施避免整個系統(tǒng)災(zāi)難性后果，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文歸納了換相失敗發(fā)生的微觀機(jī)理和過程，研究了晶閘管反向恢復(fù)過程。用分段函數(shù)描述了晶閘管在換相過程中和反向恢復(fù)過程中的電流變化。 直流輸電系統(tǒng)換相失敗主要是由于交流系統(tǒng)發(fā)生故障或擾動使得換相電壓降低引起的。交流系統(tǒng)強(qiáng)度由短路比刻劃。直流電流的上升、換流變壓器漏電抗較大、關(guān)斷角或越前觸發(fā)角整定值過小也會導(dǎo)致?lián)Q相失敗的發(fā)生。其他因素，如換相電壓過零點(diǎn)漂移、

3、交流頻譜特性等對換相失敗也有影響。本文用天廣直流輸電系統(tǒng)做了實(shí)例分析。 本文選出了適用于換相失敗故障小波變換的小波函數(shù)。小波函數(shù)的正交性、支集、正則度、消失矩和對稱性等特性均會對換相失敗信號的小波變換產(chǎn)生一定影響，但主要的影響因素是消失矩的大小。對比分析了天廣直流輸電系統(tǒng)正常電壓信號和實(shí)際故障錄波的換相失敗信號的小波變換結(jié)果，表明db10小波是最適合的小波函數(shù)。 本文提出了一種新型的基于小波香儂熵的換相失敗模式識別方法。

4、該方法僅利用逆變側(cè)交流母線電壓作為輸入信號。首先將交流電壓信號進(jìn)行小波分解，得到不同尺度的細(xì)節(jié)系數(shù)和相似系數(shù)。計算細(xì)節(jié)系數(shù)的模極大值進(jìn)行故障時間定位。從細(xì)節(jié)系數(shù)和相似系數(shù)提取特征矢量表征換相失敗故障，并對比正常信號將其標(biāo)準(zhǔn)化。該方法采用特征矢量間的歐氏距離作為聚類度量。距離最小的兩個矢量認(rèn)為歸屬同一聚類，據(jù)此完成故障類型識別。對提出的算法編制了程序，并采用MATLAB/SIMULINK提供的12脈沖高壓直流輸電系統(tǒng)模擬故障信號，證明所提