(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211110481.2 (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 国网四川省电力公司电力科 学研究 院 地址 610000 四川省成 都市高新区锦晖西 二街16号 (72)发明人 刘隆晨　庞磊　王鑫冰　喻悦箫　 张康　张天艺　贾志杰　刘凤莲　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 史丽红 (51)Int.Cl. G01R 31/26(2014.01) H02J 13/00(2006.01) H02M 7/162(2006.01)H02M 7/521(2006.01) (54)发明名称 一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参 量在线监测方法 (57)摘要 本发明公开了一种换流阀晶闸管级关键部 件电气状态参量在线监测方法， 包括如下步骤： 建立六脉动换流器结构模型， 简化换流阀各阀臂 中串联的晶闸管级结构， 建立适用于对晶闸管级 关键部件电气状态参量进行辨识的物理模型， 测 量此模型中的电源电压 uin、 第一回路电流 iLm、 第 一晶闸管两端电压 uVTm以及第一晶闸管级回报信 号tpm； 根据步骤一中建立的简化模型， 利用KCL、 KVL建立表征换流阀晶闸管级电路特征的状态方 程， 求解得到第二回路电流 iL、 第二晶闸管两端 电压uVT以及第二晶闸管级回报信号 tp； 选择步骤 一中从实际物理模型中测量所得的数据与步骤 二中通过计算获得的数据为状态 量， 利用粒子群 寻优算法获得晶闸管级关键 部件电气状态参 量。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115389899 A 2022.11.25 CN 115389899 A 1.一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： 步骤一： 建立六脉动换流器结构模型， 简化换流阀各阀臂中串联的晶闸管级结构， 建立 适用于对晶闸管级关键部件电气 状态参量进 行辨识的物理模型， 测量此模 型中的电源电压 uin、 第一回路电流 iLm、 第一晶闸管两端电压 uVTm以及第一晶闸管级回报信号 tpm； 步骤二： 根据步骤一中建立的简化模型， 利用KCL和KVL建立表征换流阀晶闸管级电路 特征的状态方程， 求解得到第二回路电流 iL、 第二晶闸管两端电压 uVT以及第二晶闸管级 回 报信号tp； 步骤三： 选择步骤一中从实际物理模型中测量所得的数据与步骤二中通过计算获得的 数据为状态量， 利用粒子群寻优算法获得晶闸管级关键 部件电气状态参 量。 2.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 以所述步骤一中建立的物理模型以六脉动换流器中的阀臂为对 象， 阀臂中串 联多个相同结构的 晶闸管级以及桥臂电抗器， 分别针对导 通和关断时刻进行电路分析。 3.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述步骤一中的晶闸管级包括晶闸管器件、 直流均压电阻、 阻尼电容以及阻尼 电阻。 4.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述步骤一中的电源电压 uin、 第一回路电流 iLm、 第一晶闸管两端电压 uVTm以及 第一晶闸管级回报信号 tpm通过直流输电工程在线获得。 5.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述步骤二中建立的状态方程根据步骤一中建立的电路模型获得， 该状态方 程以第二回路电流 iL， 阻尼电容两端电压 uC为自变量， 以待辨识参数以及回路中其他电气量 为参数， 建立 一阶微分方程组。 6.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述步骤二中建立的一阶微分状态方程通过四阶龙格库塔方法进行数值计算 求解， 得到第二 回路电流 iL， 阻尼电容端电压 uC， 第二晶闸管级两端电压 uVT由回路电流 iL和 阻尼电容端电压 uC线性表示。 7.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述步骤二中 的第二晶闸管级回报信号 tp， 在每个工频周期内实时信号脉冲， 由TCU通过光纤以脉冲信号的形式传输 至控制系统中。 8.根据权利要求1所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述步骤三将通过粒子群算法获得参数， 即利用步骤一中从实际物理模型中 测量所得与步骤二中通过对电路方程数值计算获得的电流、 电压及回报信号构造目标函 数， 通过粒子群寻优算法获得晶闸管级关键 部件电气状态参 量。 9.根据权利要求8所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述目标函数的构建表达式为： 其中，fobj为目标函数。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115389899 A 210.根据权利要求8所述的一种换流阀晶闸管级关键部件电气状态参量在线监测方法， 其特征在于， 所述粒子寻优算法通过多次迭代使得目标函数值最小， 即可得到目标 晶闸管 级关键部件电气状态参 量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115389899 A 3