一种高低端换流器同时换相失败的判断方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种高低端换流器同时换相失败的判断方法和装置，先计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子，然后计算低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子，最后判断高低端换流器是否同时发生换相失败，实现了高低端换流器同时换相失败的判断。本发明专利技术提供的技术方案考虑了高端换流器和低端换流器在直流输电系统内部相互影响，避免出现高端换流器和低端换流器是否同时发生换相失败的误判断，判断结果相对准确。

【技术实现步骤摘要】
一种高低端换流器同时换相失败的判断方法和装置
本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种高低端换流器同时换相失败的判断方法和装置。
技术介绍
特高压直流输电系统(即基于晶闸管的特高压直流输电系统)以分层的方式接入交流电网具有引导潮流合理分布、提高电压支撑能力等优点，因此在新建的大容量特高压直流输电中广泛应用。在特高压直流输电系统以分层的方式接入交流电网这种新的接入方式下，大规模的电能将注入同一区域内不同电压等级的交流电网中，如何准确分析交流电网的接纳能力亟待深入研究。基于晶闸管的特高压直流输电系统以分层的方式接入交流电网与特高压直流输电系统以点对点形式接入交流电网有着很大的区别，且也不同于多馈入直流输电系统的情况，由于特高压直流输电系统分层接入使得特高压直流输电系统的逆变侧直接与1000kV和500kV交流电网连接，特高压直流输电系统要在不同运行状况下实现对电网潮流的按需分布(还需考虑电磁环网问题)，其运行与控制方式将完全不同于常规的双端直流输电系统(即特高压直流输电系统以点对点形式接入交流电网)的运行与控制方式。同时由于1000kV与500kV交流电网均直接与特高压直流系统的同一逆变侧相接，该1000kV与500kV交流电网间的交互影响不同于具有多个直流输电系统馈入的交流电网的情况。换相失败是特高压直流输电系统最常见的一种故障，换相失败会导致输送的有功功率瞬时中断和换流站设备的应力急剧增加。具有多个特高压直流输电系统馈入的交流电网中，每个特高压直流输电系统的直流侧电流相互独立，在特高压直流分层接入方式下，两层交流电网分别所连的高低端换流器通过串联方式连接，在同一时刻，流过换流阀组的电流相等。当与其中一层交流电网连接的换流母线发生故障的瞬间，该层换流器的直流电流急剧增大，导致流过与另一层交流电网连接的换流器的直流电流也同样增大，即在特高压直流输电系统分层接入方式下，换相失败的影响因素不仅体现在两层换流母线的交互影响上，两端换流器(包括通过换流母线接入低电压等级交流电网的高端换流器和通过换流母线接入高电压等级交流电网的低端换流器)对于直流电流的竞争控制也同样对于换相失败造成重要影响。即当一层换流母线故障时可能会将会导致特高压直流输电系统所连的两端换流器都发生换相失败，如果未采取及时可靠的控制措施，可能会引起后继持续的换相失败从而导致特高压直流输电系统闭锁，对电力系统的安全稳定运行造成严重威胁。现有技术中主要从交流电网的角度出发，将高端换流器和低端换流器视为两个双端直流输电系统，利用多馈入直流相互作用因子表征分层接入方式下特高压直流输电系统高端换流器和低端换流器的相互作用。针对一层换流母线发生故障时是否会导致另一层换流母线所连的换流器发生换相失败的研究中，并未考虑高端换流器和低端换流器在直流输电系统内部的相互影响，进而会导致直流输电系统中高端换流器和低端换流器是否同时发生换相失败的误判断，判断结果不准确。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中因未考虑高端换流器和低端换流器在直流输电系统内部相互影响而导致高端换流器和低端换流器是否同时发生换相失败的判断结果不准确的不足，本专利技术提供一种高低端换流器同时换相失败的判断方法和装置，先计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子，然后计算低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子，最后根据低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子或根据高端换流器对于低端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败，实现了高低端换流器同时换相失败的判断。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高低端换流器同时换相失败的判断方法，包括：计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子；计算低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子；根据低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子或根据高端换流器对于低端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败。所述计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子包括：按下式计算阻抗矩阵：Z＝U/I其中，Z表示阻抗矩阵；I表示直流输电系统的电流向量，且T表示转置，表示高/低端换流器发生换相失败前低端换流器通过换流母线L注入交流电网的交流电流相量，表示高/低端换流器发生换相失败前高端换流器通过换流母线H注入交流电网的交流电流相量；U表示直流输电系统的电压向量，且表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线L的电压相量，表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线H的电压相量；按下式计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子：其中，HCIFHL表示低端换流器对于高端换流器的相互作用因子，HCIFLH表示高端换流器对于低端换流器的相互作用因子，ZLH表示Z的第1行第2列元素，ZLL表示Z的第1行第1列元素，ZHL表示Z的第2行第1列元素，ZHH表示Z的第2行第2列元素。所述低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子按下式计算：其中，HCCIFHL表示低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子；HCCIFLH表示高端换流器对于低端换流器的临界作用因子，UH,AC表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线H的电压有效值，UL,AC表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线L的电压有效值；KL,T表示位于低端换流器与换流母线L之间的换流变压器的变比，KH,T表示位于高端换流器与换流母线H之间的换流变压器的变比；XL,C表示低端换流器的等效换相电抗，XH,C表示高端换流器的等效换相电抗；βL表示高/低端换流器发生换相失败前低端换流器的超前触发角，βH表示高/低端换流器发生换相失败前高端换流器的超前触发角；γmin表示换流器维持正常换相过程的最小熄弧角；ILmax,DC表示低端换流器的最大直流电流，且ILmax,DC＝1.58IL,DC，其中IL,DC表示低端换流器的直流电流；IHmax,DC表示高端换流器的最大直流电流，且IHmax,DC＝1.58IH,DC，其中IH,DC表示高端换流器的直流电流。根据低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败包括：判断是否满足HCCIFHL≤HCIFHL，若满足，低端换流器发生换相失败时，高端换流器同时发生换相失败；若不满足，低端换流器发生换相失败时，高端换流器不发生换相失败。根据高端换流器对于低端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败包括：判断是否满足HCCIFLH≤HCIFLH，若满足，高端换流器发生换相失败时，低端换流器同时发生换相失败；若不满足，高端换流器发生换相失败时，低端换流器不发生换相失败。本专利技术还提供一种高低端换流器同时换相失本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高低端换流器同时换相失败的判断方法，其特征在于，包括：计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子；计算低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子；根据低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子，或者，根据高端换流器对于低端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败。

【技术特征摘要】
1.一种高低端换流器同时换相失败的判断方法，其特征在于，包括：计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子；计算低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子；根据低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子，或者，根据高端换流器对于低端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败。2.根据权利要求1所述的高低端换流器同时换相失败的判断方法，其特征在于，所述计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子包括：按下式计算阻抗矩阵：Z＝U/I其中，Z表示阻抗矩阵；I表示直流输电系统的电流向量，且T表示转置，表示高/低端换流器发生换相失败前低端换流器通过换流母线L注入交流电网的交流电流相量，表示高/低端换流器发生换相失败前高端换流器通过换流母线H注入交流电网的交流电流相量；U表示直流输电系统的电压向量，且表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线L的电压相量，表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线H的电压相量；按下式计算低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的相互作用因子：其中，HCIFHL表示低端换流器对于高端换流器的相互作用因子，HCIFLH表示高端换流器对于低端换流器的相互作用因子，ZLH表示Z的第1行第2列元素，ZLL表示Z的第1行第1列元素，ZHL表示Z的第2行第1列元素，ZHH表示Z的第2行第2列元素。3.根据权利要求2所述的高低端换流器同时换相失败的判断方法，其特征在于，所述低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子按下式计算：其中，HCCIFHL表示低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子；HCCIFLH表示高端换流器对于低端换流器的临界作用因子，UH,AC表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线H的电压有效值，UL,AC表示高/低端换流器发生换相失败前换流母线L的电压有效值；KL,T表示位于低端换流器与换流母线L之间的换流变压器的变比，KH,T表示位于高端换流器与换流母线H之间的换流变压器的变比；XL,C表示低端换流器的等效换相电抗，XH,C表示高端换流器的等效换相电抗；βL表示高/低端换流器发生换相失败前低端换流器的超前触发角，βH表示高/低端换流器发生换相失败前高端换流器的超前触发角；γmin表示换流器维持正常换相过程的最小熄弧角；ILmax,DC表示低端换流器的最大直流电流，且ILmax,DC＝1.58IL,DC，其中IL,DC表示低端换流器的直流电流；IHmax,DC表示高端换流器的最大直流电流，且IHmax,DC＝1.58IH,DC，其中IH,DC表示高端换流器的直流电流。4.根据权利要求1或3所述的高低端换流器同时换相失败的判断方法，其特征在于，根据低端换流器对于高端换流器的相互作用因子和低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败，包括：判断是否满足低端换流器对于高端换流器的临界相互作用因子HCCIFHL≤HCIFHL，HCIFHL表示低端换流器对于高端换流器的相互作用因子；若满足，低端换流器发生换相失败时，高端换流器同时发生换相失败；若不满足，低端换流器发生换相失败时，高端换流器不发生换相失败。5.根据权利要求1或3所述的高低端换流器同时换相失败的判断方法，其特征在于，根据高端换流器对于低端换流器的相互作用因子和高端换流器对于低端换流器的临界作用因子判断高低端换流器是否同时发生换相失败，包括：判断是否满足高端换流器对于低端换流器的临界作用因子HCCIFLH≤HCIFLH，HCIFLH表示高端换流器对于低端换流器的相互作用因子；若满足，高端换流器发生换相失败时，低...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜懿郎，张玉红，郭小江，宋墩文，庄侃沁，缪源诚，陈浩，毕振，覃琴，韩家辉，贺海磊，张一驰，高超，张彦涛，秦晓辉，周勤勇，
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，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11