串联晶闸管组件动态均压自适应调节方法及系统与流程

本发明涉及晶闸管均压控制，特别涉及一种串联晶闸管组件动态均压自适应调节方法及系统。

背景技术：

1、柔性交流输电系统中广泛采用串联晶闸管组件以满足高压大容量的输电需求。在实际运行中，为防止串联的各个晶闸管因动态特性不一致而承受较高的反向电压，现有技术通常采用无源阻容吸收电路或依赖于本地控制器的常规计算算法来实现晶闸管之间的电压分布均衡。在电网处于稳态或暂态电压变化率较低的常规工况下，上述方法能够维持串联晶闸管组件的电压分布状态。

2、然而，当电网发生快速暂态工况时，暂态电压的上升时间短且伴随高频振荡特性。现有的电压均衡控制方法依赖于在线仿真与参数实时求解，受限于控制器的硬件计算能力，难以在暂态发生的时间窗口内完成应对策略的生成与下发。

3、同时，现有的分布式控制架构缺乏阀组间的全局时间同步约束机制，本地控制器接收指令与实际执行门极触发动作之间存在不可预估的物理时序错位。计算延迟与执行时序差异会导致串联晶闸管组件难以在暂态发生时实现同步的均压调节响应，造成部分晶闸管承受超过设计裕度的瞬态过电压，存在硬件损坏隐患。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种串联晶闸管组件动态均压自适应调节方法及系统，以保障串联晶闸管在响应过程中的稳定性。

2、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种串联晶闸管组件动态均压自适应调节方法，包括：

3、基于电网拓扑参数与历史故障数据构建极端暂态场景生成模型，生成暂态场景集；对所述暂态场景集中的各暂态场景进行电磁暂态仿真，提取场景核心特征向量；通过双目标协同优化模型计算各暂态场景下各柔性交流输电系统阀组的最优应急控制策略，建立场景与策略的映射库；

4、实时采集母线电压与各柔性交流输电系统阀组的运行参数，获取暂态电压上升时间，并根据所述暂态电压上升时间进行控制模式的自动切换；

5、当所述暂态电压上升时间小于第一时间阈值时，切换至第一控制模式，通过特征提取算法提取实时暂态核心特征向量；计算所述实时暂态核心特征向量与各所述场景核心特征向量的场景相似度，调用满足场景相似度阈值的目标暂态场景对应的所述最优应急控制策略；

6、为调用的所述最优应急控制策略附加全局同步时间戳，下发至对应柔性交流输电系统阀组的本地控制器；

7、所述本地控制器根据所述全局同步时间戳与所述最优应急控制策略中的预计算时序偏移量，在确定的绝对触发时间同步启动可控负压源模块，并基于所述最优应急控制策略中包含的门极脉冲时延补偿矩阵进行门极脉冲重构，实现串联晶闸管的动态均压调节；

8、实时监测各晶闸管的运行状态，并将反馈信号输入电气应力预测模型进行模型参数在线修正，根据修正结果更新所述映射库。

9、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种串联晶闸管组件动态均压自适应调节系统，包括：

10、映射库建立模块，用于基于电网拓扑参数与历史故障数据构建极端暂态场景生成模型，生成暂态场景集；对所述暂态场景集中的各暂态场景进行电磁暂态仿真，提取场景核心特征向量；通过双目标协同优化模型计算各暂态场景下各柔性交流输电系统阀组的最优应急控制策略，建立场景与策略的映射库；

11、参数采集与模式切换模块，用于实时采集母线电压与各柔性交流输电系统阀组的运行参数，获取暂态电压上升时间，并根据所述暂态电压上升时间进行控制模式的自动切换；

12、特征匹配与策略调用模块，用于当所述暂态电压上升时间小于第一时间阈值时，切换至第一控制模式，通过特征提取算法提取实时暂态核心特征向量；计算所述实时暂态核心特征向量与各所述场景核心特征向量的场景相似度，调用满足场景相似度阈值的目标暂态场景对应的所述最优应急控制策略；

13、时间戳附加与下发模块，用于为调用的所述最优应急控制策略附加全局同步时间戳，下发至对应柔性交流输电系统阀组的本地控制器；

14、本地执行与调节模块，配置于所述本地控制器中，用于根据所述全局同步时间戳与所述最优应急控制策略中的预计算时序偏移量，在确定的绝对触发时间同步启动可控负压源模块，并基于所述最优应急控制策略中包含的门极脉冲时延补偿矩阵进行门极脉冲重构，实现串联晶闸管的动态均压调节；

15、监测与修正更新模块，用于实时监测各晶闸管的运行状态，并将反馈信号输入电气应力预测模型进行模型参数在线修正，根据修正结果更新所述映射库。

16、为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的串联晶闸管组件动态均压自适应调节方法。

17、本发明提供的技术方案通过离线预先构建暂态场景集与策略映射库，将耗时的电磁暂态仿真与策略优化计算过程进行前置处理，在电网实际运行中仅需根据实时采集的暂态特征直接匹配调用对应的最优应急控制策略，规避了在线计算造成的处理延时问题，满足了暂态工况下的控制时效性要求。

18、同时，该方案通过为匹配调用的控制策略附加全局同步时间戳，结合时序偏移量与门极脉冲时延补偿矩阵，能够控制不同的本地控制器在确定的绝对触发时间同步启动负压源模块进行重构动作，消除了分布式硬件在指令执行过程中的时序错位现象，保障了多阀组及各串联晶闸管在暂态响应过程中的一致性，防止了局部晶闸管瞬态过电压情况的发生。

1.一种串联晶闸管组件动态均压自适应调节方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场景核心特征向量包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双目标协同优化模型的目标函数为最小化系统代价函数；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述暂态电压上升时间进行控制模式的自动切换，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当切换至所述第二控制模式或所述第三控制模式时，执行以下步骤：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优应急控制策略包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地控制器根据所述全局同步时间戳与所述最优应急控制策略中的预计算时序偏移量，在确定的绝对触发时间同步启动可控负压源模块，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过特征提取算法提取实时暂态核心特征向量，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述实时暂态核心特征向量与各所述场景核心特征向量的场景相似度，包括：

10.一种串联晶闸管组件动态均压自适应调节系统，其特征在于，包括：