用于高壓直流電系統(tǒng)的瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2014年4月29日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2014-0051552的在35U. S. C. 119和35U. S. C. 365下的韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用合并于 此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及高壓直流電（HVDC)瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 有兩種電力系統(tǒng)互連方法，其一用于照原樣互連AC(交流）電力系統(tǒng)，而另一種用 于在系統(tǒng)間互連之前將AC電力轉(zhuǎn)換為DC (直流）電力。
[0005] 最近，人們對(duì)在電力系統(tǒng)間互連之前將AC電力轉(zhuǎn)換為DC電力的方法，比對(duì)按原樣 互連AC電力系統(tǒng)的方法更感興趣。
[0006] 在韓國(guó)，使用電力轉(zhuǎn)換器的HVDC輸電系統(tǒng)也安裝在濟(jì)州島和海南郡之間以互連 濟(jì)州島和海南郡之間的電力系統(tǒng)。
[0007] HVDC輸電方法是電傳輸方法之一，并且表不發(fā)電廠產(chǎn)生的高壓AC電力被轉(zhuǎn)換為 DC電力，該DC電力被傳輸然后在期望的電力接收區(qū)域被再轉(zhuǎn)換為AC電力的供應(yīng)方法。
[0008] DC輸電方法具有許多優(yōu)點(diǎn)。
[0009] 首先，由于DC電壓的大小正好大約是AC電壓的最大值的70%，所以HVDC輸電系 統(tǒng)可以簡(jiǎn)單地執(zhí)行裝置絕緣，并且由于有低壓，因此能夠減少安裝在各裝置中的絕緣器的 數(shù)量以及鐵塔的高度。
[0010] 由于當(dāng)HVDC輸電系統(tǒng)傳輸相同功率時(shí)，直流方法比交流方法具有更少的輸電損 耗，因此HVDC輸電系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠增加輸電效率。HVDC輸電系統(tǒng)在直流方法中可 以比在交流方法中傳輸兩倍以上的電流。
[0011] 由于HVDC輸電系統(tǒng)可以減少線纜損耗及輸電線的面積，因此其是有效的且還能 夠通過連接具有不同電壓或頻率的兩個(gè)系統(tǒng)來增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0012] HVDC輸電系統(tǒng)對(duì)電力傳輸距離沒有限制，并且直流輸電方法在超過450Km的陸地 電力傳輸中或超過40Km的水下電力傳輸中不需要花費(fèi)高的建造成本。
[0013] 因此，HVDC輸電系統(tǒng)被用于新型可再生能源的電力系統(tǒng)互連方法，尤其用于大型 近海風(fēng)電廠的輸電。
[0014] 由于在諸如中國(guó)或印度的其他國(guó)家，發(fā)電廠和用電者之間的距離為1000 Km或更 長(zhǎng)，所以HVDC輸電系統(tǒng)的普及正在迅速地增長(zhǎng)。
[0015] 這種HVDC系統(tǒng)被分類為使用晶閘管閥的電流型HVDC系統(tǒng)及使用絕緣柵雙極型晶 體管（IGBT)元件的電壓型HVDC系統(tǒng)。
[0016] 家用輸電及配電系統(tǒng)已經(jīng)采用了測(cè)量三相電流及三相電壓的方法來監(jiān)控瞬時(shí)功 率，以用于包括故障電流以及功率通量的全部事件情況的監(jiān)控，并用于數(shù)據(jù)采集。在輸電/ 配電點(diǎn)的依賴母線的變電站執(zhí)行功率的監(jiān)控，并且還在與母線互連的各供電線上執(zhí)行功率 的監(jiān)控。
[0017] 因此，HVDC系統(tǒng)為同樣的目的還監(jiān)控整流器側(cè)的變流器站和逆變器側(cè)的變流器站 的交流功率。
[0018] 圖1是用于解釋典型的HVDC瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)的示圖。
[0019] 參照?qǐng)D1，典型的HVDC瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)1包括可以測(cè)量三相電壓、三相電流及用 于交流電力的監(jiān)控的相位差的結(jié)構(gòu)，以判定包括輸電系統(tǒng)是否正常地工作和故障情況的全 部事件情況。
[0020] 特別地，功率監(jiān)控及處理單元10包括計(jì)算處理單元11和數(shù)據(jù)處理單元12。通常 進(jìn)行將事件發(fā)生時(shí)間和當(dāng)事件情況發(fā)生時(shí)的電壓及電流存儲(chǔ)為數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)，但是數(shù)據(jù)處理 單元12的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量有限制。因此，存儲(chǔ)了一定期間的數(shù)據(jù)被操作者通過用戶界面單元 20自動(dòng)地或選擇性地刪除，以確保存儲(chǔ)空間。如果在沒有確保存儲(chǔ)空間時(shí)在電力系統(tǒng)中發(fā) 生了諸如事故或故障的事件，則難以保證分析原因和解決該情況的能力。而且，通過預(yù)存數(shù) 據(jù)的隨機(jī)或批量刪除可能難以檢查過去歷史上的事件數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 實(shí)施例提供了高壓直流電（HVDC)瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)，其能夠通過用于瞬時(shí)功率 分析的算法設(shè)計(jì)來有效地管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，高壓直流電（HVDC)瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)包括：計(jì)算處理單元，其 接收三相電流和三相電壓，從接收的三相電流和三相電壓中檢測(cè)同步相角，并且將三相數(shù) 據(jù)變換為二相數(shù)據(jù)以輸出二相數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)處理單元，其存儲(chǔ)在所述計(jì)算處理單元變換 的數(shù)據(jù)。
[0023] 計(jì)算處理單元可以包括同步相角檢測(cè)單元，其從所述三相電流和三相電壓中檢測(cè) 同步相角。
[0024] 所述計(jì)算處理單元可以包括瞬時(shí)功率三相至二相變換處理單元，其對(duì)所述三相數(shù) 據(jù)執(zhí)行一次變換和二次變換。
[0025] 所述瞬時(shí)功率三相至二相變換處理單元可以通過與所述一次變換對(duì)應(yīng)的克拉克 變換將所述三相數(shù)據(jù)變換為二相笛卡爾坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，并且通過與所述二次變換對(duì)應(yīng)的帕克 變換將通過所述一次變換獲得的數(shù)據(jù)變換為二相旋轉(zhuǎn)同步坐標(biāo)系。
[0026] 帕克變換可以基于由所述同步相角檢測(cè)單元檢測(cè)的同步相角來執(zhí)行。
[0027] 所述一次變換可以將三相電流變換為二相電流，并且所述二次變換可以將通過所 述一次變換獲得的所述二相電流變換為直流的二相電流。
[0028] 所述瞬時(shí)功率三相至二相變換處理單元可以對(duì)通過所述一次變換及所述二次變 換獲得的所述二相電流逆向地執(zhí)行所述一次變換及所述二次變換，以恢復(fù)初始輸入的三相 數(shù)據(jù)。
[0029] 當(dāng)在所述三相電流上有兩線短路時(shí)，所述瞬時(shí)功率三相至二相變換處理單元可以 恢復(fù)穩(wěn)態(tài)三相電流。
[0030] 下文的附圖及說明書中詳細(xì)列出了一個(gè)以上實(shí)施例的細(xì)節(jié)。通過說明書和附圖以 及通過權(quán)利要求，其他特征將是顯而易見的。
【附圖說明】
[0031] 圖1是用于解釋典型的高壓直流電（HVDC)瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)的示圖。
[0032] 圖2是用于解釋實(shí)施例所應(yīng)用于的HVDC瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)的示圖。
[0033] 圖3至圖4b是用于解釋根據(jù)實(shí)施例處理HVDC瞬時(shí)功率數(shù)據(jù)的操作的示圖。
[0034] 圖5a至圖6c是用于解釋根據(jù)實(shí)施例的HVDC瞬時(shí)功率數(shù)據(jù)的示例性示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 在下文中參照附圖詳細(xì)描述特定的實(shí)施例。
[0036] 在此使用的術(shù)語是如果可能在當(dāng)前廣泛使用的一般術(shù)語，但是在特殊情況下，會(huì) 使用由申請(qǐng)人隨意選擇的術(shù)語，并且在這些情況下，由于它們的含義在詳細(xì)說明書的對(duì)應(yīng) 部分中被詳細(xì)地描述，因此應(yīng)該注意的是，需要結(jié)合術(shù)語的含義而不是術(shù)語的名稱來理解 實(shí)施例。
[0037] 也就是說，在下文的描述中，單詞"包括"不排除除了那些列舉的部件或步驟之外 的部件或步驟的存在。
[0038] 圖2是用于解釋實(shí)施例所應(yīng)用于的HVDC瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)的示圖。
[0039] 參照?qǐng)D2,實(shí)施例所應(yīng)用于的HVDC瞬時(shí)功率監(jiān)控系統(tǒng)2可以包括功率監(jiān)控及處理 單元100和用戶界面單元200。
[0040] 功率監(jiān)控及處理單元100包括計(jì)算處理單元110和數(shù)據(jù)處理單元120。
[0041] 計(jì)算處理單元110可以接收三相測(cè)量電流和三相測(cè)量電壓，并通過接收的電流及 電壓的數(shù)據(jù)變換將它們變換為二相的直流電流和電壓數(shù)據(jù)。
[0042] 計(jì)算處理單元110可以包括同步相角檢測(cè)單元111及瞬時(shí)功率三相至二相變換處 理單元112。<