整流侧交流系统故障引发逆变器换相失败的原因分析及抑制方法研究

在高压直流输电系统中,交直流耦合作用日益紧密。当整流侧交流系统发生故障时,若直流控制系统响应不当则可能引发逆变器换相失败。首先分析了整流侧交流系统故障后,直流控制系统的响应过程以及逆变侧换相电压的变化特点。然后结合关断角的计算表达式,探讨故障恢复过程中关断角下降的原因。分析表明整流侧交流系统故障情况下,逆变侧换相电压在小范围内变化,换相失败发生的主要原因是故障恢复过程中直流电压和直流电流的快速上升。在此基础上,提出通过改进整流侧触发角以减缓直流电压恢复速度的方法,提出通过减小电流裕度以及改进整流侧电流指令值以减缓直流电流恢复速度的方法。最后基于CIGRE直流输电标准模型,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台上验证了所提换相失败抑制方法的有效性。仿真结果表明,2种方法都能抑制整流侧交流系统故障下的换相失败,且共同作用时效果更佳。