一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法和装置，通过均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量得到半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略，还判断差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若同时满足则对差异化配置策略进行优化，否则对差异化配置策略进行修正。本发明专利技术首次定义了半波长输电线路功率波动过电压及其特性，对半波长输电线路的研究提供基础；本发明专利技术可有效解决半波长输电系统功率波动过电压问题，同时为半波长输电线路功率波动过电压的抑制提供依据和基础。

【技术实现步骤摘要】
一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法和装置
本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法和装置。
技术介绍
半波长输电技术(halfwave-lengthACtransmission，HWACT)是指输电的电气距离接近一个工频半波长，即约3000km(50Hz)或约2600km(60Hz)超远距离的三相交流输电技术，全线无功自平衡，无须安装无功补偿设备，无须设置中间开关站。其输电能力强、经济性和可靠性较好、可以实现远距离同步联网。随着全球能源互联网的推进，半波输电作为一种适用于大规模电力洲际输送方案得到了广泛关注。但半波长输电的工程应用还亟需解决一些诸如安全稳定控制、过电压与潜供电流抑制、继电保护配置等的技术问题，其中过电压的抑制是制约半波长输电应用的关键问题之一。由于半波长输电线路的特殊线路结构，使其过电压的特点与常规输电线路有很大差异。在单相接地、两相对地短路、三相接地短路及相间短路等故障条件下，半波长输电线路的半波长特性受到破坏，在容升效应及参数谐振的作用下，故障相及邻近健全相激发的暂态过电压问题极为突出，严重故障点可达数倍，是半波长输电线路过电压抑制的重点。半波长输电线路出现的过电压会导致半波长输电系统不能安全运行，目前通过在半波长输电线路上加装避雷器对半波长输电线路出现的过电压进行抑制，但是由于半波长输电线路的沿线电压与其自身传输功率的特殊关系，还存在另外一种过电压现象，通过在半波长输电线路上加装避雷器不能解决半波长输电线路所出现这类过电压问题，这类过电压会导致半波长输电系统不能安全运行。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中半波长输电线路因故障出现的过电压导致半波长输电系统不能安全运行的不足，本专利技术提供一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法和装置，先确定半波长输电线路沿线避雷器的均匀配置策略和均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量，然后根据均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量确定半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略，并确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量，接着判断差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若同时满足则对差异化配置策略进行优化，否则对差异化配置策略进行修正，得到最终的差异化配置策略。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，包括：确定半波长输电线路沿线避雷器的均匀配置策略和均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量；根据均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量确定半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略，并确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量；判断差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若同时满足则对差异化配置策略进行优化，否则对差异化配置策略进行修正。所述半波长输电线路的功率波动过电压包括半波长输电线路上发生故障情况下产生的功率波动超过自然功率时，半波长输电线路上出现的过电压；所述功率波动过电压的幅值正比于功率波动与半波长输电线路自然功率的比值；所述功率波动过电压的持续时间与半波长输电线路的功率波动时间一致；若故障为单相瞬时接地故障，所述单相瞬时接地故障的故障过程包括故障期间过程、重合闸过程和摇摆过程。所述半波长输电线路沿线避雷器的均匀配置策略按照以下过程确定：以固定长度将半波长输电线路均匀划分为多个线路单元，并在每个线路单元的端点装设相同组数的避雷器。所述均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量按照以下过程确定：在半波长输电线路最大输电能力条件下，通过半波长输电系统的电磁暂态仿真模型确定均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量。所述根据均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量确定半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略包括：以单组避雷器的最大吸收能量不超过避雷器吸收能量耐受能力的80％、每个避雷器安装位置最多装设两组避雷器以及优先在线路单元末端装设避雷器为原则，在每个线路单元的末端端点和内部安装避雷器。所述线路单元的末端端点和内部安装避雷器包括：确定线路单元的末端端点和内部避雷器的安装数目，包括：设线路单元的末端端点和内部共安装m组避雷器，均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量为EU，当EU＜0.8EM时，m＝1；当EU≥0.8EM时，m＝[EU/0.8EM]，[]表示四舍五入取整，其中，EM为避雷器吸收能量耐受能力；确定线路单元的末端端点和内部避雷器的安装位置，包括：m＝1时，在线路单元末端端点安装一组避雷器；m＝2时，在线路单元末端端点安装两组避雷器；m≥3时，线路单元末端端点安装两组避雷器，剩余的避雷器配置按照以下方式在线路单元内部：剩余的避雷器配置在与线路单元末端端点距离为d、2d、…、kd的位置处，其中，k为自然数，d表示半波长输电线路的档距，m为偶数时，m为奇数时，所述确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量包括：在半波长输电线路最大输电能力条件下，通过半波长输电系统的电磁暂态仿真模型确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量。所述功率波动限制要求包括：1)变电站线路侧的功率波动过电压不超1.4p.u.，且变电站线路侧的功率波动过电压的持续时间不大于0.5s；2)半波长输电线路的功率波动过电压幅值以及半波长输电线路的功率波动过电压的持续时间均满足避雷器暂时过电压耐受性能；3)半波长输电线路沿线避雷器在功率波动过电压作用下的最大吸收能量满足避雷器吸收能量耐受能力。所述对差异化配置策略进行优化包括：设半波长输电线路上避雷器安装位置为L1,…,Lh,…,LH，单组避雷器最大吸收能量为Eh，h＝1,2,…,H，H表示半波长输电线路上避雷器的安装位置总数；若Eh＜0.5EM且线路单元末端端点和内部共有至少两组避雷器，按照从线路单元首端向线路单元末端每次减少一组避雷器的原则更新差异化配置策略，并根据半波长输电系统的电磁暂态仿真模型确定更新后的差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量，并判断更新后的差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若是，将更新后的差异化配置策略作为最终的避雷器配置策略，否则将更新前的差异化配置策略作为最终的避雷器配置策略；若0.5EM≤Eh≤EM且差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，包括：确定半波长输电线路沿线避雷器的均匀配置策略和均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量；根据均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量确定半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略，并确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量；判断差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若同时满足则对差异化配置策略进行优化，否则对差异化配置策略进行修正。

【技术特征摘要】
1.一种半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，包括：确定半波长输电线路沿线避雷器的均匀配置策略和均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量；根据均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量确定半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略，并确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量；判断差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若同时满足则对差异化配置策略进行优化，否则对差异化配置策略进行修正。2.根据权利要求1所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述半波长输电线路的功率波动过电压包括半波长输电线路上发生故障情况下产生的功率波动超过自然功率时，半波长输电线路上出现的过电压；所述功率波动过电压的幅值正比于功率波动与半波长输电线路自然功率的比值；所述功率波动过电压的持续时间与半波长输电线路的功率波动时间一致；若故障为单相瞬时接地故障，所述单相瞬时接地故障的故障过程包括故障期间过程、重合闸过程和摇摆过程。3.根据权利要求2所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述半波长输电线路沿线避雷器的均匀配置策略按照以下过程确定：以固定长度将半波长输电线路均匀划分为多个线路单元，并在每个线路单元的端点装设相同组数的避雷器。4.根据权利要求3所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量按照以下过程确定：在半波长输电线路最大输电能力条件下，通过半波长输电系统的电磁暂态仿真模型确定均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量。5.根据权利要求4所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述根据均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量确定半波长输电线路沿线避雷器的差异化配置策略包括：以单组避雷器的最大吸收能量不超过避雷器吸收能量耐受能力的80％、每个避雷器安装位置最多装设两组避雷器以及优先在线路单元末端装设避雷器为原则，在每个线路单元的末端端点和内部安装避雷器。6.根据权利要求5所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述线路单元的末端端点和内部安装避雷器包括：确定线路单元的末端端点和内部避雷器的安装数目，包括：设线路单元的末端端点和内部共安装m组避雷器，均匀配置策略中功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量为EU，当EU＜0.8EM时，m＝1；当EU≥0.8EM时，m＝[EU/0.8EM]，[]表示四舍五入取整，其中，EM为避雷器吸收能量耐受能力；确定线路单元的末端端点和内部避雷器的安装位置，包括：m＝1时，在线路单元末端端点安装一组避雷器；m＝2时，在线路单元末端端点安装两组避雷器；m≥3时，线路单元末端端点安装两组避雷器，剩余的避雷器配置按照以下方式在线路单元内部：剩余的避雷器配置在与线路单元末端端点距离为d、2d、…、kd的位置处，其中，k为自然数，d表示半波长输电线路的档距，m为偶数时，m为奇数时，7.根据权利要求6所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量包括：在半波长输电线路最大输电能力条件下，通过半波长输电系统的电磁暂态仿真模型确定差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量。8.根据权利要求7所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述功率波动限制要求包括：1)变电站线路侧的功率波动过电压不超1.4p.u.，且变电站线路侧的功率波动过电压的持续时间不大于0.5s；2)半波长输电线路的功率波动过电压幅值以及半波长输电线路的功率波动过电压的持续时间均满足避雷器暂时过电压耐受性能；3)半波长输电线路沿线避雷器在功率波动过电压作用下的最大吸收能量满足避雷器吸收能量耐受能力。9.根据权利要求8所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述对差异化配置策略进行优化包括：设半波长输电线路上避雷器安装位置为L1,…,Lh,…,LH，单组避雷器最大吸收能量为Eh，h＝1,2,…,H，H表示半波长输电线路上避雷器的安装位置总数；若Eh＜0.5EM且线路单元末端端点和内部共有至少两组避雷器，按照从线路单元首端向线路单元末端每次减少一组避雷器的原则更新差异化配置策略，并根据半波长输电系统的电磁暂态仿真模型确定更新后的差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量，并判断更新后的差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量是否同时满足功率波动限制要求，若是，将更新后的差异化配置策略作为最终的避雷器配置策略，否则将更新前的差异化配置策略作为最终的避雷器配置策略；若0.5EM≤Eh≤EM且差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量同时满足功率波动限制要求，则将差异化配置策略作为最终的避雷器配置策略。10.根据权利要求8所述的半波长输电线路功率波动过电压的控制方法，其特征在于，所述对差异化配置策略进行修正包括：设线路单元的末端端点和内部避雷器的安装位置为L1,…,Li,…,LN，i＝1,2,…,N，N表示线路单元中避雷器安装位置总数，Li表示第i个安装位置；若Li靠近L1，则在L1以及靠近线路单元首端且与L1距离为d的位置处按照每次增加一组避雷器的原则修正差异化配置策略，直至差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量同时满足功率波动限制要求，并将修正后的差异化配置策略作为最终的避雷器配置策略；若Li靠近LN，则在靠近半波长输电线路末端且与LN距离为d的位置处按照每次增加一组避雷器的原则修正差异化配置策略，直至差异化配置策略中半波长输电线路的功率波动过电压、功率波动过电压的持续时间和功率波动过电压作用下避雷器的最大吸收能量同时满...

【专利技术属性】
技术研发人员：张媛媛，王毅，李连海，班连庚，项祖涛，韩彬，宋瑞华，郑彬，杨大业，宋修友，崔林，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11