交直流混合運行系統(tǒng)中的換相失敗研究.pdf

1、隨著全國聯(lián)網工作的深入開展，近年來越來越多的高壓直流輸電工程投入運行。長距離大功率的直流輸電促使人們重點關注交直流混合運行的系統(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，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)災難性后果，有著非常重要的現(xiàn)實意義。 本文歸納了換相失敗發(fā)生的微觀機理和過程，研究了晶閘管反向恢復過程。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、關斷角或越前觸發(fā)角整定值過小也會導致?lián)Q相失敗的發(fā)生。其他因素，如換相電壓過零點漂移、

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)正常電壓信號和實際故障錄波的換相失敗信號的小波變換結果，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交流母線電壓作為輸入信號。首先將交流電壓信號進行小波分解，得到不同尺度的細節(jié)系數(shù)和相似系數(shù)。計算細節(jié)系數(shù)的模極大值進行故障時間定位。從細節(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準化。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