[發明專利]特高壓直流分層接入輸電系統的建模方法

有效

• 申請號: 201610305303.3
• 申請日: 2016-05-10
• 公開（公告）號: CN106026154B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 黃校娟;付蓉
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/24
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明屬于交直流輸電技術領域，特別涉及了特高壓直流分層接入輸電系統的建模方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，土地資源越發匱乏和寶貴，電網發展與建設受到走廊資源、站址資源的制約越發明顯。因此，電力系統在我國的國民經濟中占據著主要地位。而高壓直流輸電作為目前電力電子技術在電力系統中的一種最為全面而且復雜的系統應用技術，引起了廣泛的關注。特高壓直流不僅輸送容量大、損耗小、送電距離遠，而且可以節約寶貴的輸電走廊資源，提高輸電通道走廊的利用率。特別是對于受端電網，換流站站址、接地極與接地線線路走廊的選擇非常困難，特高壓直流輸電技術不僅降低了工程實施的難度，而且更重要的是符合國家可持續發展戰略要求。因此特高壓直流輸電技術是我國電力跨區域大規模輸送的必然選擇。

兩端特高壓直流輸電系統主要的工作原理就是通過輸送端的整流器將交流電轉變為特高壓直流電后，將直流電輸送到接受端的逆變器，再經由受端整流器將直流電轉變為交流電送入受端交流系統。當系統逆變端采用分層接入方式時，可以根據用戶端或者受端的交流系統的不同需求，形成不同電壓等級的輸電，完成合理的功率分配。一般特高壓直流輸電系統主要是由交直流網絡、換流變壓器、換流器(整流器和逆變器)、交直流濾波器、無功補償裝置、直流輸電線路組成。其中換流器主要功能是使交流-直流和直流-交流，分別稱為整流器和逆變器。由于變壓器閥側不接地，通常會將換流器的正端或者負端接地。直流輸電工程中主要采用的6脈波或12脈波的換流器。平波電抗器主要功能是用來降低直流輸電線路上的諧波電壓和電流；當直流輸電線路發生短路故障時，可以使得短路期間的幅值電流不至于太高；防止逆變器換相失敗。諧波濾波器裝在換流器兩側。因為在換流器交流和直流兩側均會產生諧波，而這些諧波會使得附近電機以及電容過熱，影響到遠動通信系統。由于換流器在運行時需要大量的無功功率，所以必須在換流器附近提供無功功率補償裝置。常用的無功功率補償裝置有靜止無功補償器(SVC)、同步調相機以及靜止同步補償器(STATCOM)等裝置。直流輸電線可以是電纜，也可以是架空線。直流輸電線與交流輸電線相比，只在間距和導體數方面要求差異，其余方面二者很相似。

特高壓直流輸電系統的建模實質上就是基于系統穩定運行時，經過公式的推導和各個模塊等值電路的連接最后所搭建的數學模型。一直以來，諸多建模方法嘗試和仿真技術探究已經被一次次的嘗試加入到高壓直流輸電系統中去，進行運行觀察。隨著特高壓直流工程的建設，我國華東電網和南方電網出現了多饋入交直流系統，但多饋入直流系統存在對所接受端電網電壓支撐能力要求較高，不能根據需求引導功率合理分配等問題。與多饋入直流輸電方式相比，特高壓直流分層接入方式即逆變側分別接入1000kV和500kV電壓等級電網，具有工程造價低、提升電網安全穩定運行等特點；提升受端電網電壓支撐能力；通過引導輸送的直流功率在不同受端回路進行合理分配，能夠充分發揮兩級電網的輸電能力等優點。特高壓直流接入方式作為一種創新型的接入方式，目前國內外尚沒有實例，因此需對這種接入方式進行研究。鑒于系統建模是進行研究的基礎，從而建立出準確而高效的簡單特高壓分層接入的直流輸電系統的數學模型及其特性分析的重要性變得尤為突出。

發明內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明旨在提供特高壓直流分層接入輸電系統的建模方法，對特高壓分層接入方式下的直流輸電系統建立出準確而高效的數學模型，在描述不同運行方式下的輸電系統時，更具有普遍性。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

特高壓直流分層接入輸電系統的建模方法，所述輸電系統包括依次連接的整流側電路、直流輸電線路和逆變側電路，所述逆變側電路分別接入兩條不同電壓等級電網，包括以下步驟：