一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法技术

本发明专利技术公开涉及一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法，包括：根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略、交流故障前的运行方式及交流系统的故障类型确定电流幅值和电流相位；根据所述电流幅值和电流相位，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型。能够在平稳完成交流故障穿越的前提下，实现对柔性直流换流站的简化等效，进而根据构建的等效模型方便地校验柔性直流输电系统接入交流电网后交流侧故障保护原理及定值的适用性。

An Equivalent Method of Flexible DC Converter Station Model under AC Fault Crossing Conditions

【技术实现步骤摘要】
一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法
本专利技术公开涉及高压输电
，尤其涉及一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法。
技术介绍
基于电压源型换流器(voltagesourceconverter，VSC)的直流输电技术是一种新型的灵活输电方式；高压柔性直流系统接入交流电网后，柔性直流系统电力电子器件引起的故障特征变化与交流系统有所引起的故障特征存在较大区别，然而，交流故障计算机进行保护配置时通常没有考虑柔性直流系统接入和控制系统调节的影响，需要对交流故障保护配置进行校验。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术公开提出了一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法技术方案，用以解决柔性直流系统接入交流系统后校验交流故障保护配置的问题。根据本专利技术公开的一方面，提供了一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法，所述方法包括：根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略、交流故障前的运行方式及交流系统的故障类型确定电流幅值和电流相位；根据所述电流幅值和电流相位，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型。在一种可能的实现方式中，构建柔性直流换流站的等效模型包括：将所述柔性直流换流站等效为电流源。在一种可能的实现方式中，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型包括：制定交流故障正序网络图，将柔性直流换流站等效为正序电流源；其中，所述正序电流源的电流幅值，由柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略确定；所述正序电流源的电流相位，由柔性直流换流站交流故障前的运行方式及交流故障期间的无功功率幅值确定。在一种可能的实现方式中，所述正序电流源的电流幅值不大于所述柔性直流换流站的额定电流，同时满足下式：其中，id、iq分别为交流故障期间换流器输出的有功参考电流和无功参考电流的限幅值。在一种可能的实现方式中，所述有功参考电流、无功参考电流的限幅值，由所述柔性直流换流站交流故障穿越工况下的控制策略确定。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在交流故障类型为不对称故障的情况下，根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略，制定交流故障负序网络图。在一种可能的实现方式中，所述根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略，制定交流故障负序网络图，包括：在柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略包括负序电流抑制的情况，将柔性直流换流站等效为负序阻值无穷大的开路系统。在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在交流故障类型为接地故障的情况下，根据换流变压器的接线方式，制定交流故障零序网络图。通过本专利技术公开实施例的交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法，根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略、交流故障前的运行方式及交流系统的故障类型确定电流幅值和电流相位；根据所述电流幅值和电流相位，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型。能够在平稳完成交流故障穿越的前提下，实现对柔性直流换流站的简化等效，进而根据构建的等效模型方便校验柔性直流输电系统接入交流电网后交流侧保护原理及定值的适用性。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本专利技术公开的其它特征及方面将变得清楚。附图说明包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本专利技术公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本专利技术公开的原理。图1示出根据本专利技术公开一实施例的交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法流程图；图2示出根据本专利技术公开一实施例的带有柔性直流的交直流混联电网结构示意图；图3示出根据本专利技术公开一实施例的交流故障正序网络结构图；图4示出根据本专利技术公开一实施例的交流故障负序网络结构图；图5示出根据本专利技术公开一实施例的交流故障零序网络结构图。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。另外，为了更好的说明本专利技术公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术公开的主旨。基于电压源型换流器(voltagesourceconverter，VSC)的直流输电技术是继特高压交流输电和特高压直流输电(highvoltagedirectcurrent，HVDC)技术后的一种新型的灵活输电方式。随着我国直流输电建设的快速发展，特别是高压柔性直流系统接入交流电网后，柔性直流系统中电力电子器件引起的故障特征变化与交流系统有较大区别。现有的交流故障分析计算、保护原理设定及定值整定等方法均会受到交、直流系统相互作用的影响。然而，现有的故障计算机保护配置通常不考虑直流系统接入和柔性直流控制系统调节的影响。在某些特定工况或交流弱电系统中，直流系统的故障特征对交流电网的影响愈加显著。考虑到柔性直流输电系统的交流故障特性与其暂态控制策略有很大相关性，采取的暂态控制策略不一样，会产生不同的交流故障特性。因此，本专利技术公开提出了一种适用于交流电网侧发生故障时柔性直流换流站的等效模型搭建方法，将柔性直流系统进行近似等效，便于分析计算，方便校验柔性直流输电系统接入交流电网后交流侧保护原理及定值的适用性。图1示出根据本专利技术公开一实施例的交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法流程图。如图1所示，该方法包括：步骤S1、根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略、交流故障前的运行方式及交流系统的故障类型确定电流幅值和电流相位；故障穿越是指在电网发生故障的情况下不脱离电网而继续维持运行，直至故障解除，系统恢复正常平稳运行状态。交流故障穿越是指当交直流互联电网故障或扰动引起柔性直流接入点的电压异常时，在一定电压范围，通过柔性直流系统限制自身的有功电流和无功电流，直到交直流互联电网恢复正常。其中，当柔性直流系统中变量已经改变并且柔性直流系统尚未达到稳定状态时，称为交流故障穿越工况；在此工况下，柔性直流系统调节自身的有功电流和无功电流等操作即为柔性直流系统在交流故障穿越工况下的控制策略。柔性直流换流站可以分为两类：整流站和逆变站，整流站是将交流电转换为直流电，而逆变站是将直流电转换为交流电。柔性直流换流站可以具有整流站、逆变站功能或同时具有整流站和逆变站功能。柔性直流换流站的主要包括电压源型换流器(VSC)、换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流电容器和交流滤波器、直流滤波器、断路器、避雷器、控制调节系统、保护系统等。其中，电压源型换流器有多种结构，如模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter，MMC)、基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的三相两电平换流器等，是由单个或多个换流桥组成的进行交、直流转换的设备。电压源型换流器的交流侧与交流系统连接，直流侧通过直流输电线或电缆连接。直流侧电容器为电压源型换流器提供直流电压支撑，缓冲桥臂关断时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法，其特征在于，所述方法包括：根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略、交流故障前的运行方式及交流系统的故障类型确定电流幅值和电流相位；根据所述电流幅值和电流相位，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型。

【技术特征摘要】
1.一种交流故障穿越工况下的柔性直流换流站模型等效方法，其特征在于，所述方法包括：根据柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略、交流故障前的运行方式及交流系统的故障类型确定电流幅值和电流相位；根据所述电流幅值和电流相位，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建柔性直流换流站的等效模型包括：将所述柔性直流换流站等效为电流源。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，构建适用于交流故障穿越工况下的柔性直流换流站的等效模型包括：制定交流故障正序网络图，将柔性直流换流站等效为正序电流源；其中，所述正序电流源的电流幅值，由柔性直流换流站在交流故障穿越工况下的控制策略确定；所述正序电流源的电流相位，由柔性直流换流站交流故障前的运行方式及交流故障期间的无功功率幅值确定。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述正序电流源的电流幅值不大于所述柔性...

【专利技术属性】
技术研发人员：王英英，李勇，时伯年，李会新，陈祥文，谢俊，孙刚，
申请(专利权)人：国家电网公司华中分部，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42