Способ управления коммутацией и устройство управления коммутацией

Авторы патента:

ВАН Юнпин (CN)

ВАН Цзюньшэн (CN)

ВАН Чжэньси (CN)

ЛУ Дунбинь (CN)

ПАНЬ Вэймин (CN)

H02M7/155 - с использованием только полупроводниковых приборов

H02M7/12 - выполненных на газоразрядных, электронных или полупроводниковых приборах с управляющим электродом

H02M1/44 - Элементы схем

H02J3/36 - устройства для передачи электрической энергии между сетями переменного тока через высоковольтную соединительную линию постоянного тока

H02J1/00 - Схемы главных и распределительных сетей постоянного тока

H02H7/12 - статических преобразователей или выпрямителей

Владельцы патента RU 2660189:

НР ЭЛЕКТРИК КО., ЛТД (CN)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетике. Техническим результатом является устранение нарушения коммутации и обеспечение стабильности передачи постоянного тока при наличии переходной помехи. Способ управления коммутацией и устройство управления коммутацией включает в себя следующие этапы: выявляют, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи (101); если переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, определяют максимальный угол задержки импульсов, используемый в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи (102); и осуществляют управление преобразователем тока на стороне инвертора для системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов (103). Посредством этого способа и устройства соответствующий максимальный угол задержки импульсов может быть определен в зависимости от степени переходной помехи в системе передачи постоянного тока, что тем самым обеспечивает запас коммутации и позволяет избежать нарушения коммутации при возникновении большой переходной помехи. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

Предпосылки создания изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области технологий электроэнергетики и, более конкретно, к способу управления коммутацией и устройству управления коммутацией.

Уровень техники

На стороне инвертора системы передачи постоянного тока, преобразователь тока осуществляет коммутационную обработку в зависимости от максимального угла задержки импульсов. Коммутационная обработка относится к физическому процессу переключения протекания тока через преобразователь тока от одной ветви с током к другой ветви с током, осуществляемому посредством открытия или закрытия вентильной группы во время работы преобразователя тока.

Согласно уровню техники, командное значение постоянного тока подбирают так, чтобы задать падение коммутируемого напряжения и положительный угловой коэффициент K, для обеспечения положительного углового соотношения между напряжением постоянного тока и постоянным током преобразователя тока. Когда в системе передачи постоянного тока возникает малая переходная помеха, командное значение постоянного тока остается тем же самым, и фактический постоянный ток вследствие помехи повышается. В этом случае, если максимальный угол задержки импульсов, определенный согласно уровню техники и имеющий значение больше максимального угла задержки импульсов до помехи, фактическое значение напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока увеличивается, так что фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока уменьшается, и, таким образом, система передачи постоянного тока восстанавливается до стабильной точки работы.

Однако, когда в системе передачи постоянного тока возникает большая переходная помеха, решение задачи определения максимального угла задержки импульсов согласно уровню техники может вызвать нарушение коммутации преобразователя тока или даже блокировку преобразователя тока.

Раскрытие сущности изобретения

В вариантах осуществления настоящего изобретения предложен способ управления коммутацией и устройство управления коммутацией, позволяющие избежать нарушения коммутации и обеспечить стабильность системы передачи постоянного тока в случае переходной помехи, например, в случае возникновения в системе передачи постоянного тока большой переходной помехи.

Технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения реализованы следующим способом:

В варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ управления коммутацией, в котором:

выявляют, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи; если переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, определяют максимальный угол задержки импульсов, используемый в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи; и

осуществляют управление преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.

Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, включает в себя следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов одним из следующих способов:

определяют падение коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и определяют максимальный угол задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;

определяют максимальный угол задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;

определяют максимальный угол задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;

определяют максимальный угол задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и

причем падение коммутируемого напряжения и угол отсечки находятся в обратной корреляции с максимальным углом задержки импульсов.

Предпочтительно определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения включает в себя следующее: определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки включает в себя следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов, включает в себя следующее:

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки включает в себя следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_о опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

Предпочтительно определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов включает в себя следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

Предпочтительно условие критерия помехи включает в себя по меньшей мере одно из следующих условий:

разница между абсолютной величиной фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока больше первого порогового значения;

абсолютная величина изменения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше второго порогового значения;

разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной фактического значения напряжения постоянного тока больше третьего порогового значения;

абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше четвертого порогового значения;

абсолютная величина изменения различных токов на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше пятого порогового значения;

абсолютная величина изменения различных напряжений на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше шестого порогового значения;

локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации; и

первая вентильная группа локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второй вентильной группы по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.

В варианте осуществления настоящего изобретения предложено устройство управления коммутацией, включающее в себя:

детектирующий модуль, предназначенный для выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи;

модуль определения, предназначенный для выявления, в случае, когда переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи; и

модуль управления, предназначенный для управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.

Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов с использованием одного из следующих приемов:

определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;

определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;

определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;

определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и

Предпочтительно модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

где γ_o - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

где γ₀ - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

где γ_o - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

Предпочтительно детектирующий модуль выполнен с возможностью выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи согласно по меньшей мере одному из следующих условий:

В вариантах осуществления настоящего изобретения, когда возникает большая переходная помеха в системе передачи постоянного тока (т.е. переходная помеха удовлетворяет условию критерия переходной помехи), в операции коммутации используется максимальный угол задержки импульсов меньший, чем максимальный угол задержки импульсов до возникновения большой переходной помехи, что тем самым позволяет избежать нарушения коммутации и обеспечить стабильность напряжения системы передачи постоянного тока.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлена графическая блок-схема варианта осуществления управления коммутацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2а представлена первая принципиальная схема варианта управления коммутацией, выполняемого в системе передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2b представлена вторая принципиальная схема варианта управления коммутацией, выполняемого в системе передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2с представлена третья принципиальная схема варианта управления коммутацией, выполняемого в системе передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 представлена структурная схема осуществления принципа управления максимальным углом задержки импульсов на стороне инвертора системы передачи постоянного тока согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 представлена первая принципиальная структурная схема устройства управления коммутацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 5 представлена вторая принципиальная структурная схема устройства управления коммутацией согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Для того, чтобы задачи, технические решения и преимущества настоящего изобретения стали более понятны, настоящее изобретение подробно описано со ссылками на варианты осуществления и прилагаемые чертежи. Следует понимать, что конкретные варианты осуществления, описанные в данном документе, предназначены только для пояснения настоящего изобретения, но не для его ограничения.

При осуществлении настоящего изобретения автор изобретения обнаружил, что максимальный угол задержки импульсов, используемый при коммутационной обработке, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора, определяется согласно уровню техники следующей формулой:

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

Можно видеть, что командное значение постоянного тока выбирается для определения падения коммутируемого напряжения (соответствующего ), и вводится положительный угловой коэффициент K для того, чтобы обеспечить положительное угловое соотношение между фактическим значением напряжения постоянного тока и фактическим значением постоянного тока. Когда возникает малая переходная помеха на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, командное значение постоянного тока I_o остается тем же самым, при этом фактический постоянный ток I_d увеличивается в связи с помехой, а максимальный угол АМАХ задержки импульсов, определенный согласно принципу управления максимальным углом задержки импульсов, предлагаемого в уровне техники, будет больше, чем до помехи. Следовательно, напряжение постоянного тока на стороне инвертора увеличивается, фактический постоянный ток I_d уменьшается, и, таким образом, система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы, т.е. переходная помеха устраняется посредством увеличения напряжения постоянного тока.

Автором изобретения было обнаружено, что указанная выше обработка применима только в условиях, когда система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии или возникает малая переходная помеха; при этом большая переходная помеха возникает при наличии следующих нарушений:

монополярная блокировка, возникающая когда передача постоянного тока высокого напряжения осуществляется в биполярном режиме; ошибка пропуска импульсов, возникающая в одной из двух вентильных групп в последовательном соединении на стороне инвертора для передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения, при этом одна вентильная группа на стороне инвертора прекращает работу при отсутствии связи, или монополярной блокировке, возникающей при биполярном режиме; отдельная ошибка сети переменного тока, возникающая на стороне инвертора при передаче постоянного тока сверхвысокого напряжения, когда высоковольтные и низковольтные вентильные группы иерархическим образом присоединены к двум сетям переменного тока.

Когда на стороне инвертора возникает большая переходная помеха, напряжение постоянного тока на стороне инвертора падает слишком сильно по сравнению с напряжением постоянного тока на стороне выпрямителя, причем регулятор тока на стороне выпрямителя не может регулировать постоянный ток во времени в соответствии с командным значением постоянного тока, при этом постоянный ток, передаваемый на вентильную группу в нормальном режиме на стороне инвертора, быстро возрастает, а фактический постоянный ток оказывается значительно больше командного значения постоянного тока. В этом случае падение коммутируемого напряжения, определенное с использованием командного значения постоянного тока, оказывается значительно меньше фактического падения коммутируемого напряжения, максимальный угол задержки импульсов, определенный согласно принципу управления максимальным углом задержки импульсов, предложенному в уровне техники, будет больше, чем этот угол до помехи, при этом фактическое значение угла отсечки становится намного меньше опорного значения угла отсечки, и запас коммутации уменьшается. Следовательно, в преобразователе тока легко возникает нарушение коммутации, причем напряжение постоянного тока преобразователя тока значительно ниже, когда возникает нарушение коммутации, при этом фактический постоянный ток повышается еще больше, значение фактического угла отсечки еще больше уменьшается, и могут легко возникнуть длительные нарушения коммутации или даже блокировка преобразователя тока.

С учетом приведенного выше анализа, в варианте осуществления настоящего изобретения описан способ управления коммутацией, применяемый для управления коммутацией в высоковольтной системе передачи постоянного тока и в сверхвысоковольтной системе передачи постоянного тока. Как показано на фиг. 1, способ управления коммутацией, описанный в настоящем варианте осуществления, включает в себя следующие этапы:

Этап 101: Определяют, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи.

Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:

(1) Разница между абсолютной величиной фактического постоянного тока преобразователя тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока

больше первого порогового значения, то есть |I_d|-|I_o|>I_diff,

где I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток, a I_diff - значение отклонения постоянного тока (соответствующее первому пороговому значению), составляющее от 0,01 до 0,3 I_dN, причем I_dN - номинальное значение постоянного тока.

(2) Абсолютная величина изменения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше второго порогового значения, то есть ;

где K_{delta_Id} - постоянное значение производной постоянного тока по времени (соответствующее второму пороговому значению), составляющее от 50 до 1000 I_d0, где I_d0 - фактический постоянный ток преобразователя тока до помехи.

(3) Разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и абсолютной величиной фактического значения напряжения постоянного тока больше третьего порогового значения, то есть |U_o|-|U_d|>I_diff;

где U_o - командное значение напряжения постоянного тока, U_d - фактическое значение напряжения постоянного тока, и U_diff - постоянное значение отклонения напряжения постоянного тока (соответствующее третьему пороговому значению), составляющее от 0,01 до 0,5 U_dN, где U_dN - номинальное напряжение постоянного тока.

(4) Абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока за единицу времени больше четвертого порогового значения, то есть ;

где K_{delta_Ud} - постоянное значение производной напряжения постоянного тока по времени (соответствующее четвертому пороговому значению), составляющее от 10 до 200 U_d0, где U_d0 - фактическое значение напряжения постоянного тока до помехи.

(5) Абсолютная величина изменения различных токов на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше пятого порогового значения, т.е. , , или ;

где I_A, I_B, I_C - различные токи на стороне сети переменного тока фазы А, фазы В, фазы С, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, K_{delta_IP} - постоянное значение производной фазового тока по времени (соответствующее четвертому пороговому значению), составляющее от 350 до 1200 I_m, где I_m - пиковое значение переменного тока до помехи, причем вторым полюсом является полюс, отличный от локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, второй вентильной группой является вентильная группа, отличная от первой вентильной группы локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, а первая вентильная группа является ориентировочной вентильной группой для оценки того, удовлетворяется ли условие критерия помехи. Например, когда локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока включает в себя вентильную группу 1 и вентильную группу 2, соединенные последовательно, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для вентильной группы 1, при этом вентильная группа 1 представляет собой первую вентильную группу, а вентильная группа 2 - вторую вентильную группу.

(6) Абсолютная величина изменения различных напряжений на стороне сети переменного тока, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, за единицу времени больше шестого порогового значения, т.е. , , ;

где U_A, U_B, U_C - различные напряжения на стороне сети переменного тока фазы А, фазы В, фазы С, присоединенной ко второму полюсу системы передачи постоянного тока или второй вентильной группе локального полюса системы передачи постоянного тока, K_{delta_UP} - постоянное значение производной фазового напряжения по времени (соответствующее шестому пороговому значению), составляющее от 350 до 1200 U_m, где U_m - пиковое значение напряжения переменного тока до помехи, причем вторым полюсом является полюс, отличный от локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, второй вентильной группой является вентильная группа, отличная от первой вентильной группы локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока, а первая вентильная группа является ориентировочной вентильной группой для оценки того, удовлетворяется ли условие критерия помехи. Например, когда локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока включает в себя вентильную группу 1 и вентильную группу 2, соединенные последовательно, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для вентильной группы 1, при этом вентильная группа 1 представляет собой первую вентильную группу, а вентильная группа 2 - вторую вентильную группу.

(7) Локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.

(8) Первая вентильная группа локального полюса передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второй вентильной группы по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.

Следует отметить, что большая переходная помеха и малая переходная помеха относительны друг к другу, и когда помеха не удовлетворяет условию критерия помехи, т.е. возникает малая переходная помеха, или система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии, падение коммутируемого напряжения может быть определено по формуле (1), то есть в зависимости от командного значения постоянного тока, а максимальный угол задержки импульсов может быть определен в зависимости от падения коммутируемого напряжения.

Этап 102: В случае, когда переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, определяют максимальный угол задержки импульсов, используемый при коммутационной обработке, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока.

Здесь определенный максимальный угол задержки импульсов меньше максимального угла задержки импульсов, используемого до переходной помехи. В отличие от варианта определения максимального угла задержки импульсов в случае, когда система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии, или когда возникает малая переходная помеха (при которой механизм управления максимальным углом задержки импульсов фактически заключается в устранении помехи путем увеличения напряжения постоянного тока, когда система передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии, или возникает малая переходная помеха), когда возникает большая переходная помеха, и задачей управления является недопущение нарушения коммутации, на стороне выпрямителя системы передачи постоянного тока может быть произведена устраняющая помеху обработка, направленная на возврат системы передачи постоянного тока к устойчивой точке работы. Следует отметить, что, преобразователь тока, описанный в варианте осуществления настоящего изобретения, состоит из вентильных групп (каждая из которых содержит незапираемые тиристоры); следовательно, вентильные группы на стороне инвертора системы передачи постоянного тока могут контролироваться для последующего осуществления управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для проведения коммутационной обработки в соответствии с максимальным углом задержки импульсов.

Максимальный угол задержки импульсов определяют с использованием следующих приемов:

1) определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока преобразователя тока, и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;

2) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки;

3) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов;

4) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; и

5) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов.

Далее приводится пояснение описанных выше приемов определения максимального угла задержки импульсов.

В приеме 1), падение коммутируемого напряжения определяется с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, и максимальный угол задержки импульсов определяется в зависимости от падения коммутируемого напряжения. В качестве примера может быть использована следующая формула:

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d -фактический ток, I_dN - номинальный постоянный ток, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, которое может быть постоянной величиной или переменной величиной, например, когда Δγ является постоянной величиной, Δγ принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 35°; в другом примере, когда Δγ является переменной величиной, величина Δγ может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δγ становится больше, а в противном случае Δγ становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δγ может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.

В приеме 3) максимальный угол задержки импульсов определяется путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов (который используется для уменьшения максимального угла задержки импульсов). В качестве примера может быть использована следующая формула:

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток, I_dN - номинальный постоянный ток, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δα - приращение угла задержки импульсов (соответствующее приращению максимального угла задержки импульсов), которое может быть постоянной или переменной величиной, например, когда Δα является постоянной величиной, Δα принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 30°; в другом примере, когда Δα является переменной величиной, величина Δα может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δα становится больше, а в противном случае, Δα становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δα может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.

В приеме 4) максимальный угол задержки импульсов определяется путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки. В качестве примера может быть использована следующая формула:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток, I_dN - номинальный постоянный ток, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, которое может быть постоянной величиной или переменной величиной, например, когда Δγ является постоянной величиной, Δγ принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 35°; в другом примере, когда Δγ является переменной величиной, величина Δγ может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δγ становится больше, а в противном случае Δγ становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δγ может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.

В приеме 5) максимальный угол задержки импульсов определяется путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов. В качестве примера может быть использована следующая формула:

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток, I_dN - номинальный постоянный ток, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К -положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов; Δα - приращение угла задержки импульсов, которое может быть постоянной или переменной величиной, например, когда Δα является постоянной величиной, Δα принимает постоянное значение согласно величине переходной помехи системы передачи постоянного тока и находится в промежутке от 0 до 30°; в другом примере, когда Δα является переменной величиной, величина Δα может изменяться в зависимости от величины помехи, если помеха растет, Δα становится больше, а в противном случае, Δα становится меньше; в случае, когда переходная помеха устранена, величина Δα может быть сокращена до 0 с использованием нисходящей ступенчатой функции посредством фильтра низких частот, тем самым обеспечивая стабильность системы передачи постоянного тока.

На этапе 103 преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока управляют так, чтобы выполнять операцию коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.

Включением/выключением преобразователя тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока управляют в зависимости от максимального угла задержки импульсов так, чтобы преобразователь тока выполнял коммутационную обработку, что позволяет избежать нарушения коммутации; обеспечивается стабильность напряжения системы передачи постоянного тока, для устранения помехи может быть использован контроллер тока на стороне выпрямителя, и система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы.

Следует отметить, что, на этапе 101, когда выявляют, что возникает помеха, и помеха не удовлетворяет условию критерия помехи, или когда устанавливается стабильная работа, согласно известной из уровня техники формуле (1) для определения падения коммутируемого напряжения выбирается командное значение постоянного тока, и вводится положительный угловой коэффициент K, чтобы обеспечить положительное угловое соотношение между напряжением постоянного тока и постоянным током преобразователя тока. Когда возникает малая переходная помеха на стороне инвертора, командное значение постоянного тока I_o остается тем же самым, при этом постоянный ток I_d увеличивается в связи с помехой, а максимальный угол АМАХ задержки импульсов, определенный согласно механизму управления максимальным углом задержки импульсов, предложенному в уровне техники, будет больше, чем этот угол до помехи. Следовательно, напряжение U_d постоянного тока на стороне инвертора увеличивается, фактический постоянный ток I_d уменьшается, и, таким образом, система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы.

Когда возникает большая переходная помеха на стороне инвертора, максимальный угол задержки импульсов определяется согласно описанному этапу 102, то есть, когда фактический постоянный ток увеличивается в связи с возникновением большой переходной помехи на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, устранение помехи осуществляется не путем увеличения напряжения постоянного тока, когда максимальный угол задержки импульсов определяется на стороне инвертора, а, вместо этого, максимальный угол задержки импульсов становится меньше, чем он был до возникновения большой переходной помехи. Задача управления заключается в том, чтобы избежать нарушения коммутации, соответственно, для устранения помехи может быть использован контроллер тока на стороне выпрямителя. Переходная помеха может быть устранена, кроме того удается избежать возникновения нарушения коммутации, которое возможно при устранении помехи согласно уровню техники, что тем самым обеспечивает возможность возврата системы передачи постоянного тока к стабильной рабочей точке при наличии большой переходной помехи.

Ниже приведены описания со ссылками на сценарии фактического применения.

На фиг. 2а, фиг. 2b, и фиг. 2с, когда полюс II20 заблокирован, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для полюса I10 (т.е., выполняется оценка наличия большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов (меньший, чем до помехи). Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:

1) выявляют, что разница между абсолютной величиной постоянного тока I_d, протекающего через полюс I10 на стороне инвертора, и абсолютной величиной командного значения I_o постоянного тока больше I_diff;

2) абсолютная величина изменения постоянного тока I_d, протекающего на стороне инвертора за единицу времени, больше K_{delta_Id};

3) разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока U_o на стороне инвертора и абсолютной величиной напряжения постоянного тока U_d больше U_diff;

4) абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока U_d на стороне инвертора за единицу времени больше K_{delta_Ud}; и

5) полюс I10 получает от полюса II20 по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения и сигнал сдвига фаз.

Если условие удовлетворяется, применяется принцип управляющей обработки с использованием максимального угла задержки импульсов; аналогично, когда полюс I10 заблокирован, обработка полюса II20 осуществляется так же.

На фиг. 2b и фиг. 2с, когда полюс I10 находится в рабочем состоянии всей вентильной группы, и возникает пропуск импульсов при управлении высоковольтной вентильной группой 40 на стороне инвертора, или высоковольтная вентильная группа 40 оказывается выключена при отсутствии связи между станциями, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для низковольтной вентильной группы 50 полюса I10 (т.е. выполняется оценка о наличии большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов. Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:

1) выявляют на стороне инвертора, что разница между абсолютной величиной постоянного тока I_d, протекающего через низковольтную вентильную группу 50 полюса I10, и абсолютной величиной командного значения постоянного тока I_o больше I_diff;

2) абсолютная величина изменения постоянного тока U_d, протекающего через низковольтную вентильную группу 50 за единицу времени, больше K_{delta_Id};

3) разница между абсолютной величиной командного значения напряжения постоянного тока U_o и абсолютной величиной напряжения постоянного тока U_d больше U_diff;

4) абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока U_d за единицу времени больше K_{delta_Ud}; и

5) низковольтная вентильная группа 50 получает от высоковольтной вентильной группы 40 по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения и сигнал сдвига фаз.

Аналогично, когда возникает пропуск импульсов при управлении низковольтной вентильной группой 50 на стороне инвертора, или низковольтная вентильная группа 50 оказывается выключена при отсутствии связи между станциями, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для высоковольтной вентильной группы 40 полюса I10 (т.е. выполняется оценка о наличии большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов. Указанный выше вариант обработки также может быть применен для высоковольтной вентильной группы 70 и низковольтной вентильной группы 60 полюса II20.

На фиг. 2с, когда полюс I10 на стороне инвертора находится в рабочем состоянии всей вентильной группы, и возникает однофазное замыкание на землю, двухфазное короткое замыкание, двухфазное замыкание на землю или трехфазное короткое замыкание в сети переменного тока I30, присоединенной к высоковольтной вентильной группе 40, оценка того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняется для низковольтной вентильной группы 50 полюса I10 (т.е. выполняется оценка о наличии большой переходной помехи), с тем, чтобы применить принцип управления максимальным углом задержки импульсов, что позволит заново определить максимальный угол задержки импульсов. Условием критерия помехи может быть по меньшей мере одно из следующих условий:

1) выявляют, что разница между абсолютной величиной постоянного тока I_d, протекающего через низковольтную вентильную группу 50 полюса I10, и абсолютной величиной командного значения постоянного тока I_o больше I_diff;

4) абсолютная величина изменения напряжения постоянного тока U_d за единицу времени больше K_{delta_Ud};

5) определяют посредством низковольтной вентильной группы 50, что абсолютная величина изменения токов I_A, I_B, I_C на стороне сети переменного тока, присоединенной к высоковольтной вентильной группе 40, за единицу времени больше K_{delta_IP};

6) определяют посредством низковольтной вентильной группы 50, что абсолютная величина изменения напряжений U_A, U_B, U_C на стороне сети переменного тока, присоединенной к высоковольтной вентильной группе 40, за единицу времени больше K_{delta_UP}; и

7) низковольтная вентильная группа 50 получает от высоковольтной вентильной группы 40 по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фаз, а также сигнал указания на нарушение коммутации.

Если удовлетворено условие критерия помехи, применяется принцип управления максимальным углом задержки импульсов; аналогично, когда возникает сбой в сети переменного тока II80, присоединенной к низковольтной вентильной группе 50 на стороне инвертора, оценку того, удовлетворяется ли условие критерия помехи, выполняют для высоковольтной вентильной группы 40 полюса I10. Указанная выше обработка дополнительно применима для высоковольтной вентильной группы 70 и низковольтной вентильной группы 60 полюса II20.

Когда разница между абсолютной величиной постоянного тока I_d преобразователя тока и абсолютной величиной командного значения постоянного тока I_o больше I_diff по причине других сбоев на стороне инвертора, дополнительно выявляется, что возникла большая переходная помеха в системе передачи постоянного тока.

На фиг. 3 представлена принципиальная схема применения принципа управления максимальным углом задержки импульсов. Упомянутые выше отклонения тока и напряжения и основанные на производной алгоритмы, а также сигналы состояний, указывающие на блокировку, аварийное отключение, нарушение коммутации, и подобные им сигналы для второго полюса и второй вентильной группы используются в качестве входного значения логического алгоритма критерия большой переходной помехи, и в логическом алгоритме критерия большой переходной помехи используется по меньшей мере одно из входных значений. Если выявлено, что система работает устойчивым образом и возникает малая переходная помеха, выходное значение логического алгоритма критерия большой переходной помехи будет 0, и выбирающий логический алгоритм переключается на использование командного значения постоянного тока с тем, чтобы вычислить падение коммутируемого напряжения, то есть, чтобы запустить алгоритм определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (1). Если выявлено, что возникает большая переходная помеха, выходное значение логического алгоритма критерия большой переходной помехи будет 1, и выбирающий логический алгоритм переключается на использование какой-либо из формул (2)-(6) с тем, чтобы определить максимальный угол задержки импульсов.

Далее в варианте осуществления настоящего изобретения описано устройство управления коммутацией, предназначенное для выполнения упомянутого выше процесса управления коммутацией. Как изображено на фиг. 4, устройство управления коммутацией включает в себя:

детектирующий модуль 41, предназначенный для выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи;

модуль 42 определения, предназначенный для определения, если переходная помеха удовлетворяет условию критерия, максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи; и

модуль 43 управления, предназначенный для управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.

модуль 42 определения может определять максимальный угол задержки импульсов с использованием одного из следующих приемов:

1) определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и определение максимальный угол задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения;

В приеме 1) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (2):

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

В приеме 2) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (3):

Модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

В приеме 3) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (4):

где γ_о - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение, напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, K - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

В приеме 4) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (5):

В приеме 5) модуль 42 определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно формуле (6):

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

В качестве примера, детектирующий модуль 41 выполнен с возможностью выявления согласно по меньшей мере одному из следующих условий, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи:

При конкретном применении детектирующий модуль 41 и модуль 42 определения могут быть выполнены с применением в устройстве управления коммутацией микропроцессора (MCU) или программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA), а модуль 43 управления может быть выполнен с применением ограничителя и пропорционально-интегрального (PI) регулятора.

Последующее описание относится к аппаратному исполнению устройства управления коммутацией для конкретного варианта применения. Устройство 57 управления коммутацией, продемонстрированное на фиг. 5, включает в себя модуль 54 определения максимального угла задержки импульсов, модуль 55 регуляции напряжения и модуль 56 регуляции тока.

Постоянный ток I_d, командное значение постоянного тока I_o, опорное значение γ_о угла отсечки, относительное индуктивное падение напряжения d_x и напряжение постоянного тока холостого хода U_di0 являются входными сигналами для модуля 54 определения максимального угла задержки импульсов. Модуль 59 управления максимального угла задержки импульсов определяет и выдает в качестве выходного значения максимальный угол АМАХ задержки импульсов в зависимости от принципа управления максимальным углом задержки импульсов на стороне инвертора на фиг. 3.

Разность между командным значением напряжения постоянного тока U_o и напряжением постоянного тока U_d является входным значением для модуля 55 регуляции напряжения и выходным значением для ограничителя 51, поступающим через PI регулятор 50, расположенный на модуле 55 регуляции напряжения. Нижний предел ограничителя 51 составляет 110°, а его верхний предел является выходным значением АМАХ, полученным с помощью модуля 54 определения максимального угла задержки импульсов.

Разность между командным значением постоянного тока I_o и постоянным током I_d поступает на модуль 56 регуляции тока. При использовании на стороне инвертора, модуль 56 регуляции тока вычитает разность тока ΔI из указанной выше разности тока (разности между командным значением постоянного тока I_o и постоянным током I_d), и подает полученный результат на PI регулятор 52, а затем через PI регулятор 52 на ограничитель 53. Нижний предел ограничителя 53 составляет 110°, а его верхним пределом является выходное значение ограничителя 51.

Ограничитель 53 управляет вентильной группой 58 устройства передачи постоянного тока с использованием выходного значения максимального угла задержки импульсов. После того, как разность тока подается на сторону инвертора, выходное значение регулятора тока, как правило, оказывается больше верхнего предела ограничителя 53, причем выходное значение регулятора тока является верхним пределом ограничителя 53; при этом выходное значение модуля 55 регуляции напряжения, как правило, больше максимального угла АМАХ задержки импульсов, а выходное значение ограничителя 51 является его верхним пределом АМАХ. Следовательно, устройство 57 на стороне инвертора, как правило, использует для управления максимальный угол задержки импульсов. С учетом вышесказанного, в вариантах осуществления настоящего изобретения, когда сторона инвертора системы передачи постоянного тока находится в стабильном рабочем состоянии или имеет малую переходную помеху, падение коммутируемого напряжения преобразователя тока на стороне инвертора во время коммутации определяется в соответствии с командным значением постоянного тока, а максимальный угол задержки импульсов определяется в зависимости от падения коммутируемого напряжения. Когда возникает большая переходная помеха на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, если разности между измеренными величинами постоянного тока и напряжения постоянного тока и соответствующими командными значениями являются большими, или изменения постоянного тока и напряжения постоянного тока за единицу времени являются большими, или если на втором полюсе или второй вентильной группе локального полюса передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения возникают сбои, блокировки и подобные ситуации, поскольку фактический постоянный ток преобразователя тока значительно больше командного значения постоянного тока, максимальный угол задержки импульсов преобразователя тока при наличии большой переходной помехи уменьшается с использованием по меньшей мере одного из следующих приемов: 1) определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения; 2) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки; 3) определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов; 4) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на опорное значение приращения угла отсечки; и 5) определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов. То есть, устранение помехи осуществляют не путем увеличения напряжения постоянного тока, когда максимальный угол задержки импульсов определяется на стороне инвертора, а, вместо этого, при коммутационной обработке используется максимальный угол задержки импульсов меньший, чем использовался до возникновения большой переходной помехи. Задачей управления является недопущение нарушения коммутации, причем для устранения помехи используется контроллер тока на стороне выпрямителя, и, таким образом, система передачи постоянного тока возвращается к устойчивой точке работы.

Специалистам в данной области техники понятно, что все или некоторые из этапов способа в описанных выше вариантах осуществления могут выполняться с использованием соответствующего оборудования под управлением надлежащей программы. Программа может храниться на машиночитаемом информационном носителе. При работе программы выполняются этапы способа, соответствующие вариантам осуществления. Информационный носитель может представлять собой любой носитель, обеспечивающий хранение программных кодов, например, переносной накопитель, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), магнитный диск или оптический диск.

В альтернативном варианте, если интегрированный модуль настоящего изобретения выполнен в виде программного функционального модуля, и распространяется или используется в качестве самостоятельного продукта, интегрированный модуль может также сохраняться на машиночитаемом информационном носителе. На основании этого, технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения как таковые, или в качестве дополнения к известным из уровня техники решениям могут быть реализованы в форме программного продукта. Компьютерный программный продукт сохраняется на информационном носителе и включает в себя различные инструкции, позволяющие компьютерному устройству (которое может быть персональным компьютером, сервером или сетевым устройством) осуществить способ, соответствующий целиком или частично вариантам осуществления настоящего изобретения. Информационный носитель может представлять собой любой носитель, обеспечивающий хранение программных кодов, например, переносной накопитель, RAM, ROM, магнитный диск или оптический диск.

Приведенные выше описания относятся лишь к примерам вариантов осуществления настоящего изобретения, и не предназначены для ограничения области патентной защиты настоящего изобретения. Модификации или замены в технических деталях настоящего изобретения, понятные специалистам в данной области техники, должны также принадлежать области патентной защиты настоящего изобретения. Следовательно, область патентной защиты настоящего изобретения является предметом прилагаемой формулы изобретения.

1. Способ управления коммутацией, в котором:

выявляют, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи;

если переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, определяют максимальный угол задержки импульсов, используемый в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи, при этом способ содержит следующие этапы:

определяют максимальный угол задержки импульсов, используя один из следующих приемов:

причем падение коммутируемого напряжения и угол отсечки находятся в обратной корреляции с максимальным углом задержки импульсов; и управляют преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.

2. Способ по п. 1, причем определение падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора и определение максимального угла задержки импульсов в зависимости от падения коммутируемого напряжения содержит следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

3. Способ по п. 1, причем определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки содержит следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

4. Способ по п. 1, причем определение максимального угла задержки импульсов путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов содержит следующее:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

5. Способ по п. 1, причем определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение опорного значения угла отсечки содержит следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

6. Способ по п. 1, причем определение максимального угла задержки импульсов путем определения падения коммутируемого напряжения с помощью фактического постоянного тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока и путем увеличения угла отсечки на приращение угла задержки импульсов содержит следующее:

определяют максимальный угол задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

7. Способ по любому из пп. 1-6, причем условие критерия помехи включает в себя по меньшей мере одно из следующих условий:

локальный полюс передачи постоянного тока системы передачи постоянного тока получает от второго полюса по меньшей мере один из следующих сигналов: блокировочный сигнал, защитный блокировочный сигнал, сигнал аварийного отключения, сигнал сдвига фазы, а также сигнал указания на нарушение коммутации; и

8. Устройство управления коммутацией, содержащее:

модуль определения, предназначенный для определения, если переходная помеха удовлетворяет условию критерия помехи, максимального угла задержки импульсов, используемого в операции коммутации, выполняемой преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, причем определенный максимальный угол задержки импульсов меньше, чем максимальный угол задержки импульсов, используемый до переходной помехи, при этом обеспечена возможность определения максимального угла задержки импульсов с использованием одного из следующих приемов:

причем падение коммутируемого напряжения и угол отсечки находятся в обратной корреляции с максимальным углом задержки импульсов; и

управляющий модуль, предназначенный для управления преобразователем тока на стороне инвертора системы передачи постоянного тока для выполнения операции коммутации в зависимости от определенного максимального угла задержки импульсов.

9. Устройство по п. 8, причем модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

10. Устройство по п. 8, причем модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

11. Устройство по п. 8, причем модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

12. Устройство по п. 8, причем модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, Δγ - приращение опорного значения угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, а АМАХ - максимальный угол задержки импульсов.

13. Устройство по п. 8, причем модуль определения выполнен с возможностью определения максимального угла задержки импульсов согласно следующей формуле:

где γ_o - опорное значение угла отсечки, d_x - относительное индуктивное падение напряжения, I_o - командное значение постоянного тока, I_d - фактический постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, I_dN - номинальный постоянный ток на стороне инвертора системы передачи постоянного тока, U_di0N - номинальное идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, U_di0 - фактическое идеальное напряжение холостого хода постоянного тока, К - положительный угловой коэффициент, АМАХ - максимальный угол задержки импульсов, а Δα - приращение угла задержки импульсов.

14. Устройство по любому из пп. 8-13, причем детектирующий модуль выполнен с возможностью выявления того, удовлетворяет ли переходная помеха в системе передачи постоянного тока условию критерия помехи, согласно по меньшей мере одному из следующих условий:

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ повышения работоспособности электровоза переменного тока в режиме рекуперативного торможения заключается в том, что при пропуске управляющего импульса управления на одно из тиристорных плеч выпрямительно-инверторного преобразователя, в зависимости от зоны регулирования и направления электродвижущей силы тягового трансформатора, блок управления формирует и подает новые импульсы управления, предназначенные для плеч, работа которых исключает образование короткого замыкания в цепи.

Многофазный выпрямитель // 2642154

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника постоянного тока автономных объектов, потребители которых предъявляют повышенные требования к качеству энергии.

Устройство для межфазного распределения тока (варианты) // 2633958

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для повышения энергетической эффективности однофазных потребителей, путем рекуперации большей части потребляемой энергии в сеть за счет межфазного распределения тока (МРТ).

Источник электропитания и способ подачи электропитания // 2617835

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности подачи питания.

Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное (варианты) // 2604829

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное с периодичностью выпрямления 12N (где N=1, 2, 3, 4, …).

Трехфазный преобразователь переменного напряжения в постоянное (варианты) // 2592856

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное, многопульсное, с равными углами коммутации вентилей.

Преобразователь переменного напряжения в постоянное // 2589030

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания в качестве преобразователя переменного напряжения в постоянное.

Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное // 2587463

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях трехфазного переменного напряжения в постоянное 9-пульсное с купированием всех видов намагничивания трансформатора и равными углами коммутации вентилей.

Двухтактный обратноходовой преобразователь постоянного напряжения в постоянное // 2581600

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках вторичного электропитания в качестве преобразователя постоянного напряжения в постоянное.

Способ синхронизации системы управления тяговыми преобразователями с питающим напряжением тяговой сети // 2647792

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Способ синхронизации системы управления тяговыми преобразователями с напряжением тяговой сети заключается в том, что посредством измерительного трансформатора получают сигнал, пропорциональный напряжению тяговой сети.

Многофазный выпрямитель // 2642154

Рекуперативный преобразователь // 2617675

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электропривода для рекуперативного торможения. Техническим результатом является обеспечение достаточного уровня мощности при рекуперации энергии.

Упрощенный способ управления преобразователем трехфазного переменного напряжения в постоянное напряжение // 2606401

Изобретение относится к электротехнике, а именно к упрощенному способу управления преобразователем входного n-фазного переменного напряжения в выходное постоянное напряжение, при этом каждая фаза входного переменного напряжения связана с одним выключателем (1, 2, 3) преобразователя.

Электрическое устройство энергоснабжения для приводных устройств для ксплуатации рельслвого транспортного средства в электрических распределительных сетях // 2606162

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Устройство энергоснабжения для приводных устройств содержит подключение к электрической сети, подключение к промежуточному контуру постоянного напряжения (ZK), выпрямительное устройство, включающее несколько модулей, электрическое соединение для эксплуатации транспортного средства в сети постоянного напряжения.

Способ ступенчато-хордового регулирования выходного напряжения выпрямителя на базе трансформатора с вращающимся магнитным полем // 2566365

Изобретение относится к области электротехники, в частности к полупроводниковым преобразователям параметров электрической энергии и может быть использован в системах управления выпрямителями (В), построенными на базе трансформаторов с вращающимися магнитными полями (ТВМП).

Способ защиты выпрямительной установки возбуждения электровоза на igbt модуле от коммутационных перенапряжений и выпрямительная установка возбуждения // 2565634

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) состоит из выпрямительных диодов, IGBT транзисторного модуля и диода для поддержания непрерывности тока возбуждения.

Выпрямительная установка возбуждения электровоза на igbt модуле со способом защиты от коммутационных перенапряжений // 2565633

Группа изобретений относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Выпрямительная установка возбуждения (ВУВ) электровоза состоит из выпрямительных диодов, IGBT транзисторного модуля и диода для поддержания непрерывности тока возбуждения.

Способ управления многофазным выпрямительным агрегатом // 2563027

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике. Способ управления многофазным выпрямительным агрегатом осуществляется путем плавного регулирования выпрямленного напряжения, которое осуществляется изменением выходного напряжения трехфазного автономного инвертора напряжения с широтно-импульсной модуляцией, подключенного зажимами переменного тока ко входу низкочастотного фильтра (Г-образного), выходные зажимы которого подключены к первичной обмотке трехфазного согласующего трансформатора, который вторичными фазными обмотками подключен последовательно с сетевой обмоткой преобразовательного трансформатора.

Изоляция в системе передачи электроэнергии // 2523016

Изобретение относится в основном к системам передачи электроэнергии, в частности к подстанции системы передачи электроэнергии. Технический результат заключается в разработке подстанции для работы при высоких напряжениях.

Сетевой фильтр // 2657233

Использование - в области электротехники. Технический результат - предотвращение скачкообразных изменений тока трехпроводной сети, симметризация подаваемого в нагрузку напряжения.