[發(fā)明專利]一種混合雙極直流輸電系統(tǒng)直流回路阻抗的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310348871.8
• 申請(qǐng)日: 2013-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN103427433A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐政;張哲任;薛英林;唐庚;劉昇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;G06F19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種混合雙極直流輸電系統(tǒng)直流回路阻抗的計(jì)算方法，包括如下步驟：

（1）根據(jù)系統(tǒng)主回路參數(shù)以及系統(tǒng)運(yùn)行工況，將系統(tǒng)中的LCC和MMC分別進(jìn)行等效變換，得到LCC對(duì)應(yīng)的等效內(nèi)電感以及MMC對(duì)應(yīng)的等效無源電路；

（2）對(duì)系統(tǒng)的直流輸電線路進(jìn)行分段處理并計(jì)算出每一分段的導(dǎo)納矩陣，進(jìn)而通過遞推法求得直流輸電線路的導(dǎo)納矩陣；

（3）根據(jù)所述的等效內(nèi)電感和等效無源電路以及系統(tǒng)運(yùn)行工況，通過施加測(cè)試電壓源構(gòu)建系統(tǒng)的直流網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而通過將等效內(nèi)電感、等效無源電路以及直流輸電線路各自的導(dǎo)納矩陣合并后利用節(jié)點(diǎn)電壓分析法計(jì)算出該直流網(wǎng)絡(luò)各關(guān)鍵點(diǎn)電壓；

（4）根據(jù)各關(guān)鍵點(diǎn)電壓，計(jì)算出系統(tǒng)從整流側(cè)和從逆變側(cè)看出去的直流回路阻抗。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于：所述的步驟（1）中，所述的等效無源電路由三組RLC鏈路并聯(lián)而成，RLC鏈路從輸入端至輸出端依次由電容C、電感L和電阻R串聯(lián)組成，所述的RLC鏈路的輸出端接地；其中，C=2C₀/N，L=2L₀，R=NR₀；N為MMC橋臂換流子模塊的級(jí)聯(lián)個(gè)數(shù)，C₀為換流子模塊中的電容，L₀為MMC的橋臂電抗，R₀為換流子模塊的通態(tài)電阻。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于：所述的步驟（2）中，通過遞推法求取直流輸電線路導(dǎo)納矩陣的方法如下：

a.使直流輸電線路中的第一分段線路L₁與第二分段線路L₂進(jìn)行合并，根據(jù)以下算式計(jì)算出合并后的線路L₁₂的導(dǎo)納矩陣G₁₂：

G12=[Y11-Y12Y22-1Y21]]]>

其中：L₁₂=L₁+L₂，Y_s-1和Y_m-1分別為線路L₁的自導(dǎo)納矩陣和互導(dǎo)納矩陣，Y_s-2和Y_m-2分別為線路L₂的自導(dǎo)納矩陣和互導(dǎo)納矩陣；

b.使線路L₁₂與第三分段線路L₃進(jìn)行合并，根據(jù)步驟a計(jì)算出合并后的線路L₁₃的導(dǎo)納矩陣G₁₃；

c.根據(jù)步驟a和b依次逐段進(jìn)行合并，同時(shí)計(jì)算出每次合并后線路的導(dǎo)納矩陣并保存，最后得到整條直流輸電線路的導(dǎo)納矩陣。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于：所述的步驟（3）中，若計(jì)算系統(tǒng)從整流側(cè)看出去的直流回路阻抗，則將測(cè)試電壓源設(shè)于LCC與整流側(cè)平波電抗器之間；若計(jì)算系統(tǒng)從逆變側(cè)看出去的直流回路阻抗，則將測(cè)試電壓源設(shè)于MMC與逆變側(cè)平波電抗器之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于：所述的直流網(wǎng)絡(luò)各關(guān)鍵點(diǎn)電壓包括：正極LCC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓、負(fù)極LCC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓、正極MMC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓、負(fù)極MMC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓、整流側(cè)平波電抗器與正極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓、逆變側(cè)平波電抗器與正極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓、整流側(cè)平波電抗器與負(fù)極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓、逆變側(cè)平波電抗器與負(fù)極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算方法，其特征在于：所述的步驟（4）中，若系統(tǒng)處于雙極運(yùn)行下，根據(jù)以下算式計(jì)算系統(tǒng)從整流側(cè)看出去的直流回路阻抗：

ZDC_R=UA(f)·j2πfLRUR3-UR1+UA(f)]]>或ZDC_R=UA(f)·j2πfLRUR2-UR4+UA(f)]]>

根據(jù)以下算式計(jì)算系統(tǒng)從逆變側(cè)看出去的直流回路阻抗：

ZDC_I=UA(f)·j2πfLIUR7-UR5+UA(f)]]>或ZDC_I=UA(f)·j2πfLIUR6-UR8+UA(f)]]>

若系統(tǒng)處于單極大地回路或單極金屬回路運(yùn)行下，根據(jù)以下算式計(jì)算系統(tǒng)從整流側(cè)和從逆變側(cè)看出去的直流回路阻抗：

ZDC_R=UA(f)·j2πfLRUR3-UR1+UA(f)]]>ZDC_I=UA(f)·j2πfLIUR7-UR5+UA(f)]]>

其中：Z_{DC_R}和Z_{DC_I}分別對(duì)應(yīng)為系統(tǒng)從整流側(cè)和從逆變側(cè)看出去的直流回路阻抗，U_A(f)為在頻率f下施加的測(cè)試電壓源，j為虛數(shù)，L_R和L_I分別為整流側(cè)平波電抗器和逆變側(cè)平波電抗器，U_R3為正極LCC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R4為負(fù)極LCC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R7為正極MMC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R8為負(fù)極MMC非接地端的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R1為整流側(cè)平波電抗器與正極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R5為逆變側(cè)平波電抗器與正極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R2為整流側(cè)平波電抗器與負(fù)極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓，U_R6為逆變側(cè)平波電抗器與負(fù)極直流輸電線路的節(jié)點(diǎn)電壓。