[發明專利]一種級聯多端特高壓直流仿真系統及其控制保護方法

有效

• 申請號: 201210240625.6
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN102790388A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 謝國平
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力系統領域的一種仿真系統及其控制保護方法，具體涉及一種級聯多端特高壓直流仿真系統及其控制保護方法。

背景技術

目前多端直流系統包括兩種方式，一種是并聯型多端直流輸電系統，一種是串聯型多端直流輸電系統；并聯型多端直流系統的特點是直流電壓為一個等級，各端直流電流可以不一致，正常運行時只有一端控制直流電壓，其余各端均控制直流電流；串聯型多端直流系統的特點是各端直流電流均相等，各端直流電壓可以不一致，正常運行時只有一端控制直流電流，其余各端均控制直流電壓；且并聯型及串聯性多端直流輸電系統控制保護研究手段均采用數字仿真軟件進行。級聯多端特高壓直流輸電系統作為一個新的概念，是多端直流系統研究的一個趨勢。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種級聯多端特高壓直流仿真系統及其控制保護方法，該方法采用數?；旌戏抡嬖O備形成級聯多端特高壓直流一次仿真平臺；利用雙端特高壓直流輸電的控制保護系統開發出級聯多端特高壓直流輸電控制保護系統，并利用混合仿真平臺進行級聯多端特高壓直流輸電控制保護系統穩態特性及動態性能研究。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種級聯多端特高壓直流仿真系統，其改進之處在于，所述仿真系統包括：

采用數?；旌戏抡嬖O備形成級聯多端特高壓直流的一次仿真平臺；

基于雙端特高壓直流輸電控制保護形成級聯多端特高壓直流輸電的控制保護系統；

所述一次仿真平臺通過模擬量及數字量接口與控制保護系統連接；

所述一次仿真平臺包括依次連接的交流系統和直流系統。

其中，所述交流系統包括數字仿真平臺與放大器；所述數字仿真平臺與放大器通過電纜連接。

其中，所述直流系統包括換流變壓器、換流閥、交流濾波器、直流濾波器、直流輸電線路和接地極線路；

所述交流濾波器、換流變壓器和換流閥通過電纜依次連接；

所述換流閥通過電纜分別與直流輸電線路和接地極線路連接；

所述直流輸電線路、直流濾波器和接地極線路依次連接。

其中，采用按比例縮小的變壓器物理模型模擬所述換流變壓器；以CMOS元件為核心的閥板模擬所述換流閥；采用電感、電阻、電容元件的組合模擬交流濾波器、直流濾波器、直流輸電線路及接地極線路。

其中，所述控制保護系統包括主機和板卡，所述主機和板卡之間通過光纖連接。

其中，所述主機包括電壓調節器、電流調節器、直流電流控制器、過電壓限制器、計算環節和ALPHAMAX功能模塊。

其中，所述控制保護系統包括兩種控制方式：直流電流控制和直流電壓控制。

其中，在所述直流電流控制中，所述ALPHAMAX功能模塊分別與電壓調節器和電流調節器連接；所述電壓調節器和電流調節器連接；所述計算環節分別與過電壓限制器和電壓調節器連接；所述直流電流控制器與電流調節器連接；

所述直流電流控制包括：直流電流控制器將直流系統的實測電流與直流電流指令值的差值通過比例積分環節后得出觸發角的指令值，電壓調節器輸出作為電流調節器下限的限制值，而ALPHAMAX功能模塊輸出作為電流調節器上限值。

其中，在所述直流電壓控制中，所述ALPHAMAX功能模塊與電壓調節器連接；所述計算環節分別與電壓調節器、過電壓限制器和電流調節器連接；所述直流電流控制器與電流調節器連接；

所述直流電壓控制包括：直壓電流控制器將直流系統的實測電壓與計算電壓參考值的差值通過比例積分環節后得出觸發角的指令值，電壓調節器輸出作為電流調節器上限的限制值，而ALPHAMAX功能模塊輸出作為電壓調節器上限值。

本發明基于另一目的提供的一種級聯多端特高壓直流仿真系統的控制保護方法，其改進之處在于，所述方法包括下述步驟：

（1）建立直流系統穩態工況，改變一次仿真平臺直流系統的電流定值實現級聯多端特高壓直流系統在不同功率水平下穩定運行；

（2）改變與直流系統相連的一次仿真平臺交流系統的交流電壓參數，通過試驗得出級聯多端特高壓直流系統的穩態特性；

（3）在一次仿真平臺交流系統中進行接地故障試驗，驗證級聯多端特高壓直流系統的響應特性及恢復特性；

（4）在級聯多端特高壓直流系統中進行直流線路的故障試驗，驗證級聯多端特高壓直流系統的響應特性及恢復特性；