[發明專利]一種高壓直流輸電直流回路諧振特性的計算分析方法

在審

• 申請號: 201310435981.8
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號: CN103544377A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 趙曉斌;鄧晶;黃瑩;黎小林;楊煜;李巖
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06F17/50;H02J3/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及的是一種電力系統高壓直流輸電技術領域的方法，具體是一種使用單位沖擊電壓源的高壓直流輸電直流回路諧振特性計算分析方法。

背景技術

在直流輸電系統中，由于交直流系統之間的相互影響，往往任意一側的擾動都有可能導致系統的振蕩。而當直流回路的固有諧振頻率處于基波或2次諧波頻率時，擾動所引起的振蕩可能會導致設備的損壞。對于輸電線路長度較短的直流工程，諧振頻率一般距離基頻和2次頻率較遠，因此一般不需要特別考慮諧振問題，但500kV及以上特高壓直流工程線路長達千米，諧振問題很突出，因此直流回路諧振研究已引起越來越多的關注。

傳統直流系統研究中，一般是在平抗電感值選擇的部分，對直流回路諧振特性進行分析，并通過改變相關系統參數，使直流回路的固有諧振頻率與基波頻率和2次諧波頻率保持一定的距離。由于直流輸電系統存在換流器這一非線性元件,使得直流回路的諧振特性并不能采用常規的頻率掃描方法來進行計算。早先，建模時，模擬換流器的最簡單方法是用1個內電感來表示6脈動換流器，這種做法是在假定換流站交流母線接在無窮大系統上而得出的，而事實上交流系統的短路比并不是無窮大，因此，采用上述公式模擬換流器進而計算直流回路的諧振特性與實際情況不符。后來，一些學者提出了三脈動換流器等效模型，極大提高了換流器等效精度。三脈動模型也被引入到直流諧振掃描中。目前對直流系統諧振特性主要采用阻抗頻率特性掃描和故障仿真相結合的方法。

根據直流輸電的基本理論,交流側到直流側的諧波電壓變換關系為：正序諧波，次數減1；負序諧波，次數加1；而直流側到交流側的諧波電流變換關系為：正序諧波，次數加1；負序諧波，次數減1。對于直流回路本身,單一頻率的電壓激勵將會產生一系列頻率的電流響應，但相同頻率的電流響應占有絕對主導的地位。由于計算直流回路阻抗的目的是分析直流回路的諧振特性，而換流器在直流側的特性可以等效為帶內阻抗的電壓源，因而直流回路在任意頻率下的阻抗可以按如下方式來定義：從整流側看出去的直流回路阻抗定義為:在換流器后平抗前（此處定義為A點）插入一個設定頻率f的小值電壓源,設其電壓相量為U_A(f),測量流經A點的同頻率電流相量I_A(f),其參考正方向與插入的電壓源一致；于是，從整流側看出去的直流回路阻抗Z_A(f)可以表示為：

ZA(f)=UA(f)IA(f)---(1)]]>

同理,可以類似地推出從逆變側看出去的直流回路阻抗的定義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓直流輸電直流回路諧振特性計算分析方法。本發明可以較為準確地計算出不同頻率下的直流回路阻抗，能更為精確分析工頻和二次工頻響應情況，具有較強的操作性和工程實用性。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明的高壓直流輸電直流回路諧振特性計算分析方法，包括以下步驟：

1）搭建直流回路諧振模型：根據需要研究的直流系統，在EMTDC仿真模型中輸入系統參數，建立直流回路等效簡化仿真模型：

2）設置單位沖擊電壓源；

3）確定研究工況；

4）時域仿真；

5）分析阻抗特性；

6）諧振特性分析；

7）工頻及二次工頻檢驗；

8）故障擾動對直流回路諧振的仿真校驗；

9）計算結論分析。

上述步驟1)中，建立直流回路等效簡化仿真模型包括如下內容：