[發明專利]含有超導直流限流器的柔性直流系統直流側主回路參數設計方法

有效

• 申請號: 201810652435.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108829989B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 韓笑;孫建龍;李妍;黃俊輝;何大瑞;徐政;張哲任;徐雨哲
• 申請（專利權）人: 國網江蘇電力設計咨詢有限公司;國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院;國網江蘇省電力有限公司;國家電網公司
• 主分類號: G06F30/30
• 分類號: G06F30/30
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 王琛

1.一種含有超導直流限流器的柔性直流系統直流側主回路參數設計方法，包括如下步驟，所述柔性直流系統中換流站依次通過超導直流限流器和混合式直流斷路器連接至直流輸電線路，所述超導直流限流器由平波電抗器和限流電阻串聯構成，所述混合式直流斷路器由正常通流支路、主斷路器以及避雷器支路并聯構成，所述換流站采用MMC；

(1)根據系統設計要求，確定裝設超導直流限流器前后系統的直流側短路電流峰值、避雷器支路接入短路電流回路的時刻t_CB、最大直流側短路電流對應的工況；

(2)基于短路電流峰值時刻判別準則計算出平波電抗器的電抗值與短路電流峰值時刻的關系曲線，進而根據短路電流峰值時刻必須晚于避雷器支路接入短路電流回路的時刻t_CB的原則，從平波電抗正常取值范圍內截取滿足該原則的區間Λ；

(3)根據裝設超導直流限流器前系統的直流側短路電流峰值在所述區間Λ內通過調節確定平波電抗器的電抗值大小；

(4)根據裝設超導直流限流器后系統的直流側短路電流峰值基于遞推法調節確定限流電阻的阻值大小。

2.根據權利要求1所述的柔性直流系統直流側主回路參數設計方法，其特征在于：所述步驟(1)中系統設計要求會給定裝設超導直流限流器后系統的直流側短路電流峰值I_pk和短路電流峰值抑制率η，故裝設超導直流限流器前系統的直流側短路電流峰值為I_pk/(1-η)。

3.根據權利要求1所述的柔性直流系統直流側主回路參數設計方法，其特征在于：所述步驟(1)中避雷器支路接入短路電流回路的時刻t_CB為系統發生短路故障后的3ms～10ms。

4.根據權利要求1所述的柔性直流系統直流側主回路參數設計方法，其特征在于：所述步驟(1)中最大直流側短路電流即為短路故障前系統的最大直流電流，其對應工況下系統換流站的穩態直流電流最大且與故障后短路電流方向相同。

5.根據權利要求1所述的柔性直流系統直流側主回路參數設計方法，其特征在于：所述步驟(2)中基于短路電流峰值時刻判別準則計算平波電抗器電抗值與短路電流峰值時刻關系曲線的具體實現過程如下：

2.1以一定單位寬度在平波電抗正常取值范圍內進行取樣，對于平波電抗器取樣得到的任一電抗值L_dc，通過以下關系式計算對應出現短路電流峰值的近似時刻t_p0：

其中：N為換流站所采用MMC的橋臂子模塊級聯個數，C₀為MMC子模塊中的電容值，L₀為MMC的橋臂電抗值，R₀為MMC子模塊的通態電阻值；

2.2在近似時刻t_p0附近，通過牛頓-拉夫遜法求解以下關系式得到精確的短路電流峰值時刻t_p：

其中：i_dc0為系統發生短路故障瞬間換流站的直流電流，U_dc0為系統發生短路故障瞬間換流站的直流電壓，θ_dc＝arctan(τ_dcω_dc)，t表示時刻；

2.3根據步驟2.1～2.2遍歷平波電抗正常取值范圍內的每一個電抗值L_dc，得到每個電抗值L_dc對應的短路電流峰值時刻t_p，從而繪制出平波電抗器電抗值L_dc與短路電流峰值時刻t_p的關系曲線。