一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法及系统技术方案

技术编号:20976308 阅读:216 留言:0更新日期:2019-04-29 18:21
一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法及系统,包括:根据任意两回逆变侧换流母线间的互阻抗以及所述两回逆变侧换流母线中第一回逆变侧换流母线的自阻抗,计算所述两回逆变侧换流母线间多馈入交互作用因子;通过潮流计算所述两回逆变侧换流母线计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;当所述逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子大于等于计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子时,如果所述第一回逆变侧换流母线发生三相金属性短路故障,则所述两回逆变侧换流母线对应的两条直流线路会同时发生换相失败。本发明专利技术提供的方法,能准确快速地判断逆变侧换流母线故障是否会导致多馈入直流系统同时发生换相失败。

A Method and System for Judging Simultaneous Commutation Failure Considering DC Operating Current

A method and system for judging simultaneous commutation failure considering DC operating current includes: calculating the multi-feed interaction factor between the two inverting side commutation buses according to the mutual impedance between the two inverting side commutation buses and the self-impedance of the first inverting side commutation buses in the two inverting side commutation buses; and calculating the multi-feed interaction factor between the two inverting side commutation buses through power flow. Considering the critical multi-feed interaction factor of DC operating current; when the multi-feed interaction factor between the converter buses on the inverting side is greater than or equal to the critical multi-feed interaction factor taking into account the DC operating current, if the three-phase metal short-circuit fault occurs on the converter buses on the first inverting side, the two DC lines corresponding to the converter buses on the two inverting sides will occur. At the same time, commutation failure occurred. The method provided by the invention can accurately and quickly judge whether the fault of the converter bus on the inverting side can cause the commutation failure of the multi-feed DC system at the same time.

【技术实现步骤摘要】
一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法及系统
本专利技术涉及电力系统的稳定计算和分析领域,具体涉及一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法及系统。
技术介绍
换相失败是逆变器最常见的故障。当两个桥臂之间换相结束后,刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内,如果未能恢复阻断能力,或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕,这两种情况在阀电压转变为正向时被换相的阀都将向原来预定退出导通的阀倒换相,这种现象称为换相失败。换相失败会导致直流输送功率减小、直流电流增大及逆变侧换流母线短时过电压等,若换相失败没有得到有效控制,还会引发连续换相失败,最终导致直流传输功率中断。多馈入交互作用因子MIIF是CIGREWGB4工作组提出的用于衡量多馈入直流系统中逆变站站间相互作用强弱的指标。目前已经有提出了一种快速判断直流系统换相失败的办法:基于受端交流系统节点阻抗矩阵给出MIIF的快速计算公式,通过最小熄弧角判据推导出发生换相失败的临界多馈入交互作用因子CMIIF,并通过比较MIIF和CMIIF的大小来判断直流系统换相失败。但该方法在计算临界多馈入交互作用因子时假定直流稳态运行电流等于直流额定电流,如果直流实际运行电流不等于直流额定电流,CMIIF的计算值会存在一定的偏差,影响判断方法的准确性。另外,首先在判断逆变侧换流母线故障是否会导致多馈入直流系统同时发生换相失败时需要对全网进行故障扫描;其次要考虑整个受端系统交流母线;最后在计算过程中采用逆变站的滞后触发角,都使得计算效率低下。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足,本专利技术提供一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法及系统。本专利技术提供的技术方案是:所述方法包括:根据任意两回逆变侧换流母线间的互阻抗以及所述两回逆变侧换流母线中第一回逆变侧换流母线的自阻抗,计算所述两回逆变侧换流母线间多馈入交互作用因子;通过潮流计算所述两回逆变侧换流母线计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;当所述逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子大于等于计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子时,如果所述第一回逆变侧换流母线发生三相金属性短路故障,则所述两回逆变侧换流母线对应的两条直流线路会同时发生换相失败。优选的,所述多馈入交互作用因子按下式计算:式中:MIIFji:第i回逆变侧换流母线与第j回逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子;△Ui:第i回逆变侧换流母线处投入三相对称电抗器后的电压下降量,采用标幺值;△Uj:受第i回逆变侧换流母线的影响第j回逆变侧换流母线的电压下降量,采用标幺值;Zii:第i回逆变侧换流母线的自阻抗;Zji:第j回逆变侧换流母线和第i回逆变侧换流母线之间的互阻抗。优选的,所述计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子按下式计算:式中:CMIIFji-I:第i回逆变侧换流母线与第j回逆变侧换流母线间计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;ULj*:第j回逆变侧换流母线的运行线电压标幺值;XK%:与第j回逆变侧换流母线对应直流的逆变站中换流变压器短路电抗的百分比;Id*:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流标幺值;βj:所述逆变站的运行超前触发角;ULi*:第i回逆变侧换流母线运行线电压标幺值。优选的,所述第j回逆变侧换流母线的运行线电压标幺值按下式计算:ULj*=ULj/ULjN式中:ULj:第j回逆变侧换流母线的运行线电压;ULjN:第j回逆变侧换流母线线电压的额定值。优选的,所述第i回逆变侧换流母线运行线电压标幺值按下式计算:ULi*=ULi/ULiN式中:ULi:第i回逆变侧换流母线的线电压;ULiN:第i回逆变侧换流母线线电压的额定值。优选的,所述与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流标幺值按下式计算:Id*=Id/IdN式中:Id:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流;IdN:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流额定值。基于同一构思,本专利技术还提供了一种计及直流运行电流判断同时换相失败的系统,包括:多馈入交互作用因子计算模块:用于根据任意两回逆变侧换流母线间的互阻抗以及所述两回逆变侧换流母线中第一回逆变侧换流母线的自阻抗,计算所述两回逆变侧换流母线间多馈入交互作用因子;临界多馈入交互作用因子计算模块:用于通过潮流计算所述两回逆变侧换流母线计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;判断模块:用于当所述逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子大于等于计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子时,如果所述第一回逆变侧换流母线发生三相金属性短路故障,则所述逆变侧换流母线对应的两条直流线路会同时发生换相失败。优选的,所述多馈入交互作用因子计算模块包括第一计算模型,如下式所示:式中:MIIFji:第i回逆变侧换流母线与第j回逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子;△Ui:第i回逆变侧换流母线处投入三相对称电抗器后的电压下降量,采用标幺值;△Uj:受第i回逆变侧换流母线的影响第j回逆变侧换流母线的电压下降量,采用标幺值;Zii:第i回逆变侧换流母线的自阻抗;Zji:第j回逆变侧换流母线和第i回逆变侧换流母线之间的互阻抗。优选的,所述临界多馈入交互作用因子计算模块包括第二计算模型,如下式所示:式中:CMIIFji-I:第i回逆变侧换流母线与第j回逆变侧换流母线间计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;ULj*:第j回逆变侧换流母线的运行线电压标幺值;XK%:与第j回逆变侧换流母线对应直流的逆变站中换流变压器短路电抗的百分比;Id*:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流标幺值;βj:所述逆变站的运行超前触发角;ULi*:第i回逆变侧换流母线运行线电压标幺值。优选的,所述第二计算模型包括:第一计算单元:用于按下式计算第j回逆变侧换流母线的运行线电压标幺值:ULj*=ULj/ULjN式中:ULj:第j回逆变侧换流母线的运行线电压;ULjN:第j回逆变侧换流母线线电压的额定值;第二计算单元:用于按下式计算第i回逆变侧换流母线运行线电压标幺值:ULi*=ULi/ULiN式中:ULi:第i回逆变侧换流母线的线电压;ULiN:第i回逆变侧换流母线线电压的额定值;第三计算单元:用于按下式计算与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流标幺值:Id*=Id/IdN式中:Id:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流;IdN:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流额定值。与最接近的现有技术相比,本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果:1、本专利技术提供的技术方案,考虑了多馈入交直流系统中逆变侧换流母线之间的互阻抗,及逆变侧换流母线的自阻抗计算多馈入交互作用因子,不需要对全网进行故障扫描,就能准确快速地判断逆变侧换流母线故障是否会导致多馈入直流系统同时发生换相失败,极大减少了计算工作量,并极好地满足了系统规划运行方式灵活多变的需求。2、本专利技术提供的技术方案,采用了逆变站的超前触发角,使得计算速度更快,并且可以更加直观的反映逆变站的状态。3、本专利技术提供的技术方案,应用于交直流系统规划、设计及运行等领域,计算简便快捷,能减少或避免多馈入直流系统发生换相失败,对于指导电网的规划和维护电网的安全稳定运行具有重要意义。附图说明图1为本专利技术的计及直流运行电流判断同时换相失败的方法流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法,其特征在于,所述方法包括:根据任意两回逆变侧换流母线间的互阻抗以及所述两回逆变侧换流母线中第一回逆变侧换流母线的自阻抗,计算所述两回逆变侧换流母线间多馈入交互作用因子;通过潮流计算所述两回逆变侧换流母线计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;当所述逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子大于等于计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子时,如果所述第一回逆变侧换流母线发生三相金属性短路故障,则所述两回逆变侧换流母线对应的两条直流线路会同时发生换相失败。

【技术特征摘要】
1.一种计及直流运行电流判断同时换相失败的方法,其特征在于,所述方法包括:根据任意两回逆变侧换流母线间的互阻抗以及所述两回逆变侧换流母线中第一回逆变侧换流母线的自阻抗,计算所述两回逆变侧换流母线间多馈入交互作用因子;通过潮流计算所述两回逆变侧换流母线计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;当所述逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子大于等于计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子时,如果所述第一回逆变侧换流母线发生三相金属性短路故障,则所述两回逆变侧换流母线对应的两条直流线路会同时发生换相失败。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多馈入交互作用因子按下式计算:式中:MIIFji:第i回逆变侧换流母线与第j回逆变侧换流母线间的多馈入交互作用因子;△Ui:第i回逆变侧换流母线处投入三相对称电抗器后的电压下降量,采用标幺值;△Uj:受第i回逆变侧换流母线的影响第j回逆变侧换流母线的电压下降量,采用标幺值;Zii:第i回逆变侧换流母线的自阻抗;Zji:第j回逆变侧换流母线和第i回逆变侧换流母线之间的互阻抗。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子按下式计算:式中:CMIIFji-I:第i回逆变侧换流母线与第j回逆变侧换流母线间计及直流运行电流的临界多馈入交互作用因子;ULj*:第j回逆变侧换流母线的运行线电压标幺值;XK%:与第j回逆变侧换流母线对应直流的逆变站中换流变压器短路电抗的百分比;Id*:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流标幺值;βj:所述逆变站的运行超前触发角;ULi*:第i回逆变侧换流母线运行线电压标幺值。4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第j回逆变侧换流母线的运行线电压标幺值按下式计算:ULj*=ULj/ULjN式中:ULj:第j回逆变侧换流母线的运行线电压;ULjN:第j回逆变侧换流母线线电压的额定值。5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第i回逆变侧换流母线运行线电压标幺值按下式计算:ULi*=ULi/ULiN式中:ULi:第i回逆变侧换流母线的线电压;ULiN:第i回逆变侧换流母线线电压的额定值。6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流标幺值按下式计算:Id*=Id/IdN式中:Id:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流;IdN:与第j回逆变侧换流母线对应直流的运行电流额定值。7.一种计及直流运行电流判断同时换相失败的系统,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:邵瑶汤涌
申请(专利权)人:中国电力科学研究院国家电网公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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