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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种抑制直流输电后续换相失败的直流电流参考值计算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115224713B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210673172.X，技术领域涉及：H02J3/36；该发明授权一种抑制直流输电后续换相失败的直流电流参考值计算方法是由陈晓龙;齐晓情;李永丽;李斌;李博通设计研发完成，并于2022-06-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种抑制直流输电后续换相失败的直流电流参考值计算方法在说明书摘要公布了：本发明涉及抑制直流输电后续换相失败的直流电流参考值计算方法，涉及如下步骤：1通过简化受端交流系统等值模型，得到逆变器消耗的无功功率计算公式以及换流母线的无功平衡公式，得到逆变侧换相电压表达式；2通过消元、代入方式得到直流电流与逆变侧换相电压的函数Id＝fUL；3画出Id＝fUL的曲线图、低压限流控制特性Idord＝fUL的曲线图，以便于比较Id与Idord的大小，选择合适的直流电流作为直流电流参考值。本发明研究直流电流与换相失败之间的函数关系，根据换相电压跌落程度选择合适的直流电流作为直流电流参考值，从而限制直流电流。本发明不仅能够成功抑制换相失败，也能够提高LCC‑HVDC系统的故障恢复性能，除检测换相电压电压有效值外不引入其他电气量。

本发明授权一种抑制直流输电后续换相失败的直流电流参考值计算方法在权利要求书中公布了：1.一种抑制直流输电后续换相失败的直流电流参考值计算方法，具体包括以下步骤： 步骤1将受端交流系统等效为含内阻抗的电压源，从换流母线处至受端交流电压源，根据电压降落的方向可知，逆变侧换相电压满足如下表达式： 其中：Es为受端交流系统电压源的线电压有效值； UL为逆变侧换相电压有效值； Pd为直流传输的有功功率； Qc为交流系统从直流系统吸收的无功功率； Rs和Xs分别为交流系统电压源内阻抗Zs的电阻和电抗，满足Zs＝Rs+Xs； 在逆变器换流母线处，无功功率平衡公式为： Qc＝Qf-Qd＝BcUL 2-Qd2 其中：Qd为逆变器消耗的无功功率； Qf为滤波器等无功补偿设备提供的无功功率，满足Qf＝BcUL 2； Bc为无功补偿装置的等值容纳； 式2中，逆变器消耗的无功功率可进一步表示为： 其中：为功率因数角； Id为直流电流； k为换流变压器变比； N为6脉动换流器个数； Ud0为理想空载直流电压，且满足 通过上述计算过程，可以得到逆变器消耗的无功功率以及逆变器换流母线的无功平衡公式，为之后直流电流参考值的计算做准备； 步骤2由式1可以得到函数Qc＝f1UL,Pd，由式2和3可以得到函数Qc＝f2UL,Pd,Id，考虑到Qc在上述两个函数中取值相同，即f1UL,Pd＝f2UL,Pd,Id，通过求解该等式，可以消去变量Qc，进而得到Id与UL、Pd的函数，函数Id＝fUL,Pd的表达式如下： 式中：Δ＝ULXs2+Zs 2Es 2-UL 2-Pd 2Zs 2UL 2+2PdRs； 函数Id＝fUL,Pd的变量有两个，分别为UL和Pd，实际上，直流控制系统的有功功率只能通过测量直流电压与直流电流的乘积得到； 在式4中，若Pd的计算与Id有关，这会使函数Id＝fUL,Pd更加复杂，基于上述原因，需要建立Pd与UL的关系，进而消去函数Id＝fUL,Pd中的Pd，根据直流输电系统稳态模型，直流电压和直流电流的表达式可以表示为式5，假设换相失败后关断角γ为最小关断角γmin，且超前触发角β在短时间内不会调整，即β＝βN，则有功功率Pd可以表示为式6： 由式6可以看出，在XC、γmin和βN均为常数的情况下，有功功率Pd仅由换相电压UL决定，将6代入4，则直流电流可写成仅与换相电压有关的函数，即Id＝fUL；根据函数Id＝fUL可知，通过测量UL即可得到Id； 步骤3将UL代入函数Id＝fUL，得到Id＝fUL的曲线，将低压限流控制的自变量由直流电压变换为换相电压，得到Idord＝fUL的曲线，为保证换相失败发生后直流电流能够被立即限制，应选取较小的值作为直流电流参考值，当UL160kV时，此时Id小于Iord，故需要将Id作为直流电流参考值Idref，当UL95kV时，此时Id大于Iord，故需要将Iord作为直流电流参考值Idref，当换相电压的跌落程度介于95～160kV之间时，为了保证电流变化的连续性，将直流电流参考值变化进行一阶线性化处理；最后，结合上述三种情况，得到直流电流参考值Idref随换相电压变化的特性曲线，直流电流参考值Idref可表示为： 式中：ULN为额定换相电压； Idref结合了低压限流控制的优点，可以在故障初期快速限制直流电流，在故障恢复初期缓慢增加直流电流，由于在计算直流电流参考值中的Id时考虑了逆变器的无功需求，该方法在调整直流电流参考值的同时，也能防止逆变侧换相电压急剧下降；将该直流电流参考值作为新的直流电流指令值送入直流控制系统中，可抑制后续换相失败的发生，式1适用于逆变器换流母线处发生故障，当交流线路其他位置发生故障时，式1需要进行修正；但考虑到当故障严重程度相同时，对逆变器而言，换流母线故障要比交流线路故障更为严重；因此，在相同故障严重程度下，若所提直流电流参考值计算方法能抑制换流母线故障引起的换相失败，也能抑制交流线路故障引起的换相失败。

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