阀电流是晶闸管型换流器运行状态的直接体现形式。为提升换流器的能观性，华南理工大学电力学院、河南科技大学信息工程学院的李晓华、殷珊珊、李昊、蔡泽祥，在2023年第8期《电工技术学报》上撰文，提出一种利用阀侧电流时序特征实时计算阀电流的方法。**和录波结果表明，在不同的阀状态和旁通组数下，所提方法均能准确计算换相失败暂态过程及其故障恢复期间的阀电流，验证了其有效性。
换流器是高压直流输电（high voltage direct current, hvdc）系统电力变换的核心设备，其性能直接决定电网的运行能力。晶闸管型换流器是非线性元件，交流故障后换流器的运行工况和电流变化比较复杂。当长时间、大容量电流流过换流阀时，易造成高温，从而导致阀设备的寿命降低或内部元件的损坏。为保证阀设备的安全、提升换流器的能观性和可靠性，研究换流器运行状态的实时监测是实现阀内部特征反馈到控制系统进行调节的重要条件。
目前，换流阀中各种信号和运行状态的测量、采样及控制主要依赖系统内部阀基电子设备的自检，缺乏外部实时检测手段。换流阀的运行状态只能通过换流器端口的外部信息间接反映，而暂态过程中，换流器端口电气量与换流阀内部特征的差异较大，不能准确表征换流器复杂的运行状态。因此，从电流反映和观测角度看，检测换流器内部阀电流对提升换流器运行状态的感知能力、优化换流器的控保能力具有重要意义。
现有研究关于传统高压直流输电换流器各阀电流的解析相对较少，主要从换流器建模方面研究阀电流的计算。换流阀的导通和关断状态可以确定换流器各阀电流的分布，研究者们采用开关函数对换流器内部运行参数进行了一些研究。然而，开关函数不仅受触发脉冲的影响，还受其两端电压和流通电流的影响。当换流器在稳态运行时，开关函数比较稳定，可以计算阀电流；在暂态过程中，特别是换相失败及其故障恢复过程，开关函数无法反映换流阀实际运行状态，导致阀电流的计算存在误差。
阀电流与阀状态之间具有相互耦合的关系，如何利用两者的约束关系，实现阀电流的求解是本次研究的重点。因此，为了克服现有研究的不足，华南理工大学电力学院、河南科技大学信息工程学院的研究人员从换流器的拓扑结构出发，提出一种基于阀侧交直流电流时序特征的阀电流实时计算方案。
他们分析了暂态过程中，换流器旁通回路运行时阀导通状态的判别和换流器旁通回路退出运行的阀关断状态的判别，是三相交流电流的极性特征和阀电流产生差异的主要原因。提出利用阀侧交直流电流的幅值特征判别阀状态。根据电流的时序特征，确定正在导通的阀是否会被关断、正在关断的阀是否会被导通。阀状态实时的连续判别，提高了阀电流计算的可靠性。
研究人员根据多相旁通组间的并联电路关系增补的旁通回路方程，解决了关联方程在计算阀电流时因个数不足导致不可解的问题。并利用旁通时的电流时序特征对阀导通状态进行修正，利用阀的单向导电性对阀关断状态进行实时校正，避免因误判阀状态而导致阀电流的不正确计算。
*结果和录波数据表明，不同的阀状态和旁通组数下，所提方法均能在换相失败及其故障恢复暂态过程中计算出阀电流。
他们指出，所提的阀电流计算方法是提升换流器能观性的核心关键技术。该方法有利于推动现有传统高压直流电网的换流器运行状态的**检测，为换流器的保护控制优化提供了基础数据。
本工作成果发表在2023年第8期《电工技术学报》，*标题为“基于阀侧电流时序特征的换流阀电流实时计算方法”。本课题得到河南省重点研发与推广专项资助项目的支持。
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