[發明專利]一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法

在審

• 申請號: 202010149934.7
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111628521A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 朱麗萍;劉文穎;行舟;王方雨;張柏林;張雨薇;邵沖;張堯翔;陳仕彬;曾贇;王維洲;夏鵬;韓旭杉;張雯程;李瀟;陳鑫鑫;胡陽;郇悅;劉紫東;楊美穎
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;國網甘肅省電力公司電力科學研究院;國網甘肅省電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 王歡

本發明公開了一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法，包括：分析直流連續換相失敗并閉鎖期間整流站交流電壓變化過程；根據電路理論，分析直流近區風電場并網點電壓與整流站交流電壓等電氣量間的數量關系；結合風電場電壓穿越要求，分析直流故障后送端風電機組低壓連鎖脫網和高壓連鎖脫網機理，以及影響風電機組脫網的主導因素。本發明提供的一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法，對今后在送端系統提出針對直流故障的控制策略具有重要的理論和現實意義。

技術領域

本發明屬于交直流混聯系統故障影響機理分析領域，尤其涉及一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法。

背景技術

目前，特高壓交直流混聯、電力大規模跨區輸送已成為我國電網的典型特征。當直流輸電系統受端發生嚴重電壓跌落時，易導致直流連續換相失敗的發生。當換相失敗持續時間超過直流保護定值時，就會觸發直流閉鎖。在直流連續換相失敗并閉鎖的過程中，直流送端電壓會暫態變化，引發直流落點近區的風電機組因電壓保護動作而連鎖脫網。因此，分析清楚直流連續換相失敗并閉鎖對送端風機連鎖脫網的影響機理，對今后提出相關的控制策略具有重要的理論和現實意義。

此前已有許多專家學者對風機脫網的成因有過研究，但大多數集中于交流短路或設備故障引起的事故過程分析，有關直流故障對送端風機連鎖脫網的影響研究較少。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法，用于解決現有方法存在的上述問題。為實現上述目的，本發明提供的技術方案是一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法，其特征是所述方法包括：

1.一種直流故障對送端風機連鎖脫網的影響機理分析方法，其特征在于，所述影響機理分析方法包括以下步驟：

S1：分析直流連續換相失敗并閉鎖期間整流站交流電壓變化過程；

S2：根據電路理論，分析直流近區風電場并網點電壓與整流站交流電壓等電氣量間的數量關系；

S3：結合風電場電壓穿越要求，分析直流故障后送端風電機組低壓連鎖脫網和高壓連鎖脫網機理，以及影響風電機組脫網的主導因素。

所述S1包括以下步驟：

S101：分析換相失敗并觸發閉鎖的常見原因和故障過程。

當直流輸電線路受端反向電壓受到交流線路故障、濾波器組投切、遠端電壓跌落傳播等因素的影響，極易因為電壓幅值的跌落而發生換相失敗。單次換相失敗后高壓直流恢復穩定運行的時間為200ms，而現有的死區保護及失靈保護清除交流故障的時間為300ms。在故障或擾動被清除之前，高壓直流將會發生連續換相失敗。當換相失敗持續時間超過直流保護定值時，就會觸發直流閉鎖。工程實際中，連續換相失敗3次將閉鎖直流系統。

S102：分析直流換相失敗并閉鎖期間整流站交流側電壓的變化過程。

在忽略整流器損耗和換相角的情況下，整流器交流側有功功率P_R約為直流功率P_dR，功率因數角約為整流器觸發角α，整流器消耗的無功功率Q_R由此可近似為

式中U_dR、I_dR分別為整流側直流電壓、電流。直流換相失敗初期，直流逆變側被換流閥短路，直流電流I_dR驟升，整流器吸收的無功Q_R隨之增大，整流站交流母線電壓U_R降低，持續時間約20-40ms。