[發明專利]一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法及系統

在審

• 申請號: 202011482032.1
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112701715A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 雷云凱;唐權;李婷;王云玲;劉陽;陳瑋;劉嘉蔚;張琳;劉方;李奧;蘇韻掣;朱覓;楊新婷;劉瑩
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/50;H02J3/48
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 張超

1.一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：建立LCC-HVDC逆變側電路模型；

S2：根據LCC-HVDC逆變側電路模型建立LCC-HVDC受端電力系統的等效電路模型；

S3：根據故障前所述等效電路模型，得到穩態運行時系統潮流和電壓分布數據；

S4：根據故障后所述等效電路模型，得到故障后系統潮流和電壓分布數據；

S5：通過UPFC根據故障前后的系統潮流和電壓分布數據得到故障前后的電壓分布差；

S6：根據所述故障前后的電壓分布差計算抑制LCC-HVDC逆變側換相失敗所需的UPFC容量，并根據計算結果進行UPFC容量配置。

2.根據權利要求1所述的一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法，其特征在于，在步驟S2，還包括步驟：

S21：對LCC-HVDC逆變側等效電流源的電流計算，其表達式為：

其中，P_i為逆變器輸出有功功率，Q_i為逆變器輸出無功功率，為逆變器出口側交流電壓向量，*為共軛運算；

S22：對受端電網的戴維南等效電路計算得到等效電壓向量和等效阻抗；

S23：根據LCC-HVDC逆變側等效電路構建LCC-HVDC逆變側等效電路構建。

3.根據權利要求2所述的一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法，其特征在于，在步驟S3中，對故障前所述等效電路模型分析，具體包括如下步驟：

S31：構建故障前等效電路電壓方程，其表達式為：

S32：根據S31構的等效電路電壓方程，計算系統穩態運行時的節點電壓，其表達式為：

其中，X_l為UPFC中SET的原邊阻抗。X_r為受端交流電網等效阻抗，為受端電網等效電壓向量。

4.根據權利要求3所述的一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法，其特征在于，在步驟S4中，對故障后的所述等效電路模型分析，具體包括如下步驟：

S41：以LCC-HVDC逆變側交流電網發生三相接地短路故障后，構建故障后的等效電路，等效電路構建后，X_f為三相對地故障阻抗；

S42：根據故障后的等效電路，計算系統故障后的節點電壓，其表達式為：

根據上述故障后等效電路節點電壓方程公式換算得到如下表達式：

其中：

X_eq1＝(X_L+X_r)(X_fX_L+X_T2X_f+X_T2X_L)-X_T2X_fX_r

X_eq2＝X_LX_f[X_T2(X_L+X_r)+(X_L+X_r)²]

其中，為LCC-HVDC逆變站的等效電流源，X_T1為逆變側變壓器的阻抗，X_T2為UPFC并聯變壓器阻抗，為UPFC中SHC的電壓輸出向量，為UPFC串聯變壓器注入的電壓矢量。

5.根據權利要求4所述的一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法，其特征在于，在步驟S6中，對所述UPFC容量配置具體包括如下步驟：

S61：構建LCC-HVDC換相失敗抑制條件計算方程，其表達式為：

其中，為UPFC的SET注入的電壓，滿足

S62：建立UPFC串聯換流器配置容量計算方程，其表達式為：

S63：建立UPFC并聯換流器配置容量計算方程，其表達式為：

6.使用權利要求1-5任意一項所述的一種用于LCC-HVDC換相失敗抑制的UPFC容量配置方法的系統，其特征在于，包括：

模型建立單元，其用于構建LCC-HVDC逆變側電路模型，并根據所述LCC-HVDC逆變側電路模型建立有LCC-HVDC受端電力系統的等效電路模型；

數據輸入單元，其用于接收穩態運行時系統潮流和電壓分布數據和故障后系統潮流和電壓分布數據；

數據處理單元，其用于計算等效電路中各參數數據、計算通過故障前后的電壓分布差、計算抑制LCC-HVDC逆變側換相失敗所需UPFC容量；

受端數據顯示單元，其用于顯示UPFC的SET和SHT的配置容量變化。