换相控制装置

针对目前基于多馈入相互作用因子(multi-infeed interaction factor, MIIF)同时换相失败评估准确度不足的问题，首先阐明了多馈入高压直流系统中交流系统故障后暂态无功功率的作用机理，揭示了无功功率和电压之间复杂的相互作用对MIIF的显著影响。其次，提出了一种考虑到无功功率和电压相互作用的改进MIIF因子，用于衡量多馈入直流系统之间的相互作用，分别计算了交直流系统间无功功率不平衡引起的电压降和直流换流站间无功功率传输引起的电压变化。然后，基于最小关断角定理，综合考虑了暂态无功功率和电压特性的影响，提出了临界同时换相失败因子(critical simultaneous commutation failure factor, CSCFF)及其计算表达式。通过比较MIIF和CSCFF，提出了一种同时换相失败评估方法，在评估同时换相失败时具有更高的准确性。最后，利用PSCAD/ EMTDC平台构建了双馈入和三馈入高压直流仿真模型，验证了所提方法在不同故障类型、耦合阻抗和故障严重程度下的有效性和适用性。

高压直流输电是实现国家西电东送战略的重要技术手段，对优化国家能源配置、充分利用西部水电等清洁能源、防治大气污染等有着重要的意义。直流控制保护设备是高压直流输电系统的核心部件，其作用相当于整个系统的大脑，其工作性能直接影响整个系统的系统，通过本专利技术提出的换相控制方法，有效抑制因直流侧故障发生换相失败的概率，极大地提升了高压直流输电系统的可靠性。应用情况表明，基于本专利换相控制构成的具有完全自主知识产权的直流输电系统控制保护设备总体上达到同类系统的国际领先水平，真正意义上实现了国内企业高压直流输电控制保护设备不依赖而且超越国外产品，实现了国家重大装备国产化的目标，从本质上提升了我国高压直流输电控制保护设备的国际竞争力，为国内外后续高压直流输电工程提供性能更优的控制保护设备，提升高压直流输电系统的可靠性。