[發(fā)明專利]一種多饋入直流輸電系統(tǒng)諧波不穩(wěn)定的判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410773138.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN105743113B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬光堯;周勝軍;王同勛;談萌;劉天琪;丁媛媛;李興源;李保;穆子龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國(guó)網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;G01R31/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明涉及一種多饋入直流輸電系統(tǒng)諧波不穩(wěn)定的判定方法，包括下述步驟：1)將直流側(cè)電流通過換流器調(diào)制到交流側(cè)，將交流側(cè)電壓通過換流器調(diào)制到直流側(cè)。2)結(jié)合換流母線Ⅰ交流側(cè)諧波阻抗和直流線路Ⅰ中的諧波電流計(jì)算在初始t時(shí)刻的換流器交流側(cè)正負(fù)序諧波電壓；根據(jù)多饋入直流系統(tǒng)交互作用因子，計(jì)算換流母線Ⅱ初始t時(shí)刻的正負(fù)序諧波電壓。3)結(jié)合直流線路Ⅰ和Ⅱ的直流側(cè)諧波阻抗，確定直流線路Ⅰ和直流線路Ⅱ在t+Δt時(shí)刻的諧波電流。4)確定判斷直流線路諧波不穩(wěn)定的判定依據(jù)。本發(fā)明是采用交流側(cè)正負(fù)序阻抗和直流側(cè)阻抗，并結(jié)合多饋入交互作用因子、諧波不穩(wěn)定機(jī)理來判定多饋入直流系統(tǒng)中，直流線路之間是否會(huì)相互影響導(dǎo)致發(fā)生諧波不穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種判定方法，具體講涉及一種多饋入直流輸電系統(tǒng)是否會(huì)諧波不穩(wěn)定的判定方法，本發(fā)明是采用交流側(cè)正負(fù)序阻抗和直流側(cè)阻抗，并結(jié)合多饋入交互作用因子、諧波不穩(wěn)定機(jī)理來判定多饋入直流系統(tǒng)中，直流線路之間是否會(huì)相互影響導(dǎo)致發(fā)生諧波不穩(wěn)定，屬于電氣信息領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)地理跨度大，一次能源分布不均，新增的電力裝機(jī)有很大數(shù)量在西部的大水電基地和北部的火電基地。這些集中的大電站群裝機(jī)容量大，距離負(fù)荷中心遠(yuǎn)。例如，金沙江的溪洛渡、向家壩水電站，總裝機(jī)容量達(dá)到18.6GW，計(jì)劃送電到1000～2000km外的華中、華東地區(qū)；云南的水電有約10GW容量要送到1500km外的廣東；籌劃中的陜西、山西、寧夏、內(nèi)蒙的大火電基地送電到華北、華中和華東的負(fù)荷中心，近的約1000km，遠(yuǎn)的超過2000km。在這種背景下，要求輸電工程具有更高的輸電能力和輸電效率，實(shí)現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的大容量、遠(yuǎn)距離送電。高壓直流輸電(HVDC)是滿足這種要求的關(guān)鍵技術(shù)之一。預(yù)計(jì)至2020年中國(guó)將有數(shù)十回直流輸電工程建成投運(yùn)，多回直流密集落點(diǎn)在中東部和南方負(fù)荷中心，形成華東電網(wǎng)、南方電網(wǎng)等多個(gè)多饋入直流輸電系統(tǒng)，給電網(wǎng)規(guī)劃和運(yùn)行帶來諸多新挑戰(zhàn)。

而隨著越來越多高壓直流輸電系統(tǒng)的投入，其伴隨而來的問題也越來越多，其中，諧波穩(wěn)定性問題也越來越突出。直流輸電引起的諧波穩(wěn)定性是指在換流站附近有擾動(dòng)時(shí)，諧波振蕩不易衰減甚至放大的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為換流站交流母線電壓嚴(yán)重畸變。諧波穩(wěn)定性發(fā)生時(shí)，諧波電流將會(huì)放大幾倍甚至幾十倍，這樣對(duì)電力系統(tǒng)的危害是極其嚴(yán)重的。特別是對(duì)換流變壓器、電抗器、電容器等元件造成很大威脅。諧波電流過大會(huì)造成換流母線電壓的畸變，而換流母線電壓畸變嚴(yán)重會(huì)引起換流閥換相失敗，使直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行困難甚至閉鎖。嚴(yán)重情況下，直流輸電系統(tǒng)的崩潰可能會(huì)造成交流系統(tǒng)的崩潰。

到目前為止，世界上已發(fā)現(xiàn)有四個(gè)直流輸電系統(tǒng)發(fā)生過這種類型的穩(wěn)定性，分別是Kristiansand、Nelson River、NewEngland和Chateauguay背靠背直流系統(tǒng)。其中NelsonRiver HVDC系統(tǒng)和位于挪威和芬蘭之間的Kristiansand HVDC系統(tǒng)都是由于在直流側(cè)存在基頻串聯(lián)諧振而引起的諧波穩(wěn)定性；Chateauguay背靠背直流系統(tǒng)是由于在交流系統(tǒng)發(fā)生二次諧波諧振而激發(fā)諧波穩(wěn)定性。據(jù)報(bào)道，在天廣直流、貴廣直流以及三廣直流電線路調(diào)試和運(yùn)行時(shí)，均出現(xiàn)過輸電線路周圍部分500kV和220kV變壓器的中性點(diǎn)直流電流分量大幅上升到30～50A的情況。這些直流電流分量的存在會(huì)激發(fā)變壓器鐵心磁通的飽和，進(jìn)而產(chǎn)生各次諧波并注入交流電網(wǎng)中，大幅抬高電壓總畸變率，引起諧波穩(wěn)定性問題。

多饋入直流系統(tǒng)中諧波穩(wěn)定性不僅影響著本回直流線路的運(yùn)行，通過交流系統(tǒng)耦合，也對(duì)附近的其他直流也會(huì)帶來潛在影響，但目前還沒有判斷多饋入直流系統(tǒng)中的諧波穩(wěn)定性的方法，因此，研究提出多饋入直流系統(tǒng)諧波穩(wěn)定性的判定方法，對(duì)于保障交直流電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種多饋入直流輸電系統(tǒng)諧波不穩(wěn)定的判定方法，本發(fā)明是采用交流側(cè)正負(fù)序阻抗和直流側(cè)阻抗，并結(jié)合多饋入交互作用因子、諧波不穩(wěn)定機(jī)理來判定多饋入直流系統(tǒng)中，直流線路之間是否會(huì)相互影響導(dǎo)致發(fā)生諧波不穩(wěn)定。

本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：