[發明專利]一種直流系統間同極交叉跨越故障模型建立方法和裝置

有效

• 申請號: 201810013123.7
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108199372B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 王長香;張帆;趙利剛;黃冠標;楊誠
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/36;G06F30/20
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

本發明實施例提供一種直流系統間同極交叉跨越故障模型建立方法和裝置，涉及電力系統領域，能夠建立直流系統間同極性交叉跨越不接地故障的等值模型。包括：利用戴維南等值獲取同極性交叉跨越不接地故障模型；對該不接地故障模型進行仿真以獲取第一和第二網絡拓撲圖；根據第一和第二網絡拓撲圖依據預設規則建立第一和第二邊界方程組；根據該不接地故障模型的仿真結果獲取第一網絡拓撲圖和第二網絡拓撲圖中的換流站的觸發角值；建立同極性交叉跨越不接地故障等值模型；根據第一網絡拓撲圖和第二網絡拓撲圖中的換流站的觸發角值、第一和第二邊界方程組、以及預設整流側和逆變側方程組計算同極性交叉跨越不接地故障等值模型的故障等值阻抗的值。

技術領域

本發明涉及電力系統分析領域，尤其涉及一種直流系統間同極交叉跨越故障模型建立方法和裝置。

背景技術

直流工程在輸電方面的優勢明顯，近年來我國的大容量長距離輸電大部分開始采用直流輸電的形式。根據規劃，未來仍將有大量長距離高壓直流輸電工程開工建設。由于我國主要能源基地和負荷中心呈逆向分布，規劃的輸電線路多為南北或東西走向。隨著線路數量的增多，直流與直流輸電線路交叉跨越的情況也將不可避免，直流-直流交叉跨越短路故障發生幾率隨之增大。直流-直流交叉跨越是一種復雜的故障類型，尤其是當不同電壓等級的直流線路發生交叉跨越故障的時候，有可能造成某一回直流線路故障極整流閥、逆變閥完全關斷，故障極閉鎖停止運行的嚴重后果。所以，研究直流-直流交叉跨越故障的故障特性和故障分析方法對直流線路保護的配置具有非常重要的指導意義。電磁暫態仿真可以詳細模擬直流及其控制系統的詳細動態過程，但是整體的電磁暫態仿真所需的計算規模和計算時間都較大；而機電暫態仿真是電力系統安全穩定分析計算的重要內容，其應用涉及電網規劃、調度、方式制定以及事后反演分析等電力生產全過程，因此，有必要研究一種適用于機電暫態仿真的直流-直流交叉跨越故障分析計算方法。

而在現有技術中，鮮有對直流-直流交叉跨越不接地故障的整體研究分析，針對直流系統的分析方法無論是行波理論還是開關函數法都很難運用到直流-直流交叉跨越不接地機電暫態分析中，不能滿足工程上對直流-直流交叉跨越不接地故障的分析需要。

發明內容

本發明的實施例提供一種直流系統間同極交叉跨越故障模型建立方法和裝置，用于實現對不同電壓等級的直流輸電系統之間同極性交叉跨越不接地故障的機電暫態分析。

為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案：

第一方面，提供一種直流系統間同極交叉跨越故障模型建立方法，直流系統包括第一直流系統和第二直流系統，第一直流系統為第一電壓等級的雙極性兩端直流輸電系統，第二直流系統為第二電壓等級的雙極性兩端直流輸電系統，第一直流系統的第一輸電線路和第二直流系統的第二輸電線路在預定跨接點跨接，第一輸電線和第二輸電線同極性，跨接點懸空；包括：

對第一直流系統以及第二直流系統的整流側和逆變側進行單端口戴維南等值，以獲取第一直流系統的等值電路和第二直流系統的等值電路構成的同極性交叉跨越不接地故障模型；

對同極性交叉跨越不接地故障模型進行仿真運行并根據同極性交叉跨越不接地故障模型的仿真運行的結果獲取第一網絡拓撲圖和第二網絡拓撲圖；第一網絡拓撲圖為同極性交叉跨越不接地故障模型在第一階段故障時，包含第一輸電線路以及第二輸電線路中有電流通過的換流站和線路電阻的簡化模型；第二網絡拓撲圖為同極性交叉跨越不接地故障模型在第二階段故障時，包含第一輸電線路以及第二輸電線路中有電流通過的換流站和線路電阻的簡化模型；

根據第一網絡拓撲圖依據預設規則建立第一邊界方程組；根據第二網絡拓撲圖依據預設規則建立第二邊界方程組；

根據同極性交叉跨越不接地故障模型的仿真運行的結果獲取第一網絡拓撲圖和第二網絡拓撲圖中的換流站的觸發角值，換流站包括整流站和逆變站；