[發明專利]一種基于差共模變換的直流短路電流計算方法及系統

在審

• 申請號: 202011503458.0
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112765920A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 盛萬興;李蕊;劉海濤;吳鳴;孫沛霄;焦在濱
• 申請（專利權）人: 國網上海能源互聯網研究院有限公司;中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;西安交通大學
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

1.一種基于差共模變換的直流短路電流計算方法，其特征在于，所述方法包括：

分別建立換流器頻域模型和直流線路頻域模型，并分別對所述換流器頻域模型和直流線路頻域模型進行差共模變換，分別獲取換流器共模模型、換流器差模模型、直流線路共模模型和直流線路差模模型；

基于所述換流器共模模型、換流器差模模型、直流線路共模模型和直流線路差模模型，根據故障的邊界條件建立等效的差共模網絡，并求解所述等效的差共模網絡，獲取故障點處的共模短路電流和差模短路電流；

將故障點處的共模短路電流和差模短路電流作為激勵，分別求解所述共模網絡和差模網絡中網絡各處的電流；

將所述共模網絡和差模網絡中網絡各處的電流作差共模反變換和拉普拉斯反變換，獲取短路電流故障分量的時域解析解。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下方式對所述換流器頻域模型和/或直流線路模型進行差共模變換，包括：

其中，I_∑和I_Δ分別為電流共模分量和電流差模分量；U_Σ和U_Δ分別為電壓共模分量和電壓差模分量；I_p和I_n分別為電流對應的正極參數和負極參數；U_p和U_n分別為電壓對應的正極參數和負極參數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述換流器共模模型和換流器差模模型包括：交流側不接地同時直流側電容中點接地類型、交流側不接地同時直流側箝位電阻中點接地類型、交流側接地同時直流側電容中點接地類型和交流側接地同時直流側箝位電阻中點接地類型；

所述直流線路共模模型和直流線路差模模型相同。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，若短路故障為負極接地故障，則故障的邊界條件為：

進行差共模變換后，故障的邊界條件變為：

其中，U_f,n為故障點處負極電壓，單位為kV；I_f,p和I_f,n分別為從故障點流向大地的正極、負極電流，單位為kA；R_f為故障點與大地之間的過渡電阻，單位為Ω；U_f,∑和U_f,Δ分別為故障點處共模低壓和差模電壓，單位為kV；I_f,∑和I_f,Δ分別為從故障點處流出的共模電流和差模電流，單位為kA。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法利用如下方式對所述換流器頻域模型和/或直流線路模型進行差共模反變換，包括：

其中，I_∑和I_Δ分別為電流共模分量和電流差模分量；U_Σ和U_Δ分別為電壓共模分量和電壓差模分量；I_p和I_n分別為電流對應的正極參數和負極參數；U_p和U_n分別為電壓對應的正極參數和負極參數。

6.一種基于差共模變換的直流短路電流計算系統，其特征在于，所述系統包括：

模型確定單元，用于分別建立換流器頻域模型和直流線路頻域模型，并分別對所述換流器頻域模型和直流線路頻域模型進行差共模變換，分別獲取換流器共模模型、換流器差模模型、直流線路共模模型和直流線路差模模型；

差共模短路電流確定單元，用于基于所述換流器共模模型、換流器差模模型、直流線路共模模型和直流線路差模模型，根據故障的邊界條件建立等效的差共模網絡，并求解所述等效的差共模網絡，獲取故障點處的共模短路電流和差模短路電流；

網絡各處電流確定單元，用于將故障點處的共模短路電流和差模短路電流作為激勵，分別求解所述共模網絡和差模網絡中網絡各處的電流；

短路電流確定單元，用于將所述共模網絡和差模網絡中網絡各處的電流作差共模反變換和拉普拉斯反變換，獲取短路電流故障分量的時域解析解。