一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，其特征在于，包括：确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向；根据柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量；将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流，解决了目前需要提供一种换流站近区短路故障时柔性直流贡献短路点电流的确定方法的需求问题。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法及装置
本申请涉及电力系统领域，具体涉及一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，同时涉及一种柔性直流贡献短路点电流的确定装置。
技术介绍
在电力系统运行中，短路是最常见的故障之一，其产生的短路电流会对电力系统的安全稳定运行造成严重影响和后果。柔性直流输电技术具有有功无功独立控制，无源系统供电及直流组网能力，在世界范围内工程应用越来越广泛，为无源网络供电和异步电网互联等新型输电方式和构建坚强电网提供了解决方案。但柔性直流输电系统接入受端电网后的短路电流问题目前尚缺研究，直流系统特别是柔性直流系统接入对交流系统短路电流水平的影响逐渐成为业界关注的焦点。现有短路电流计算标准及方法均未涉及交流系统短路故障时柔性直流对交流系统短路电流的影响。目前国际上普遍使用的国际电工委员会IEC60909和美国国家标准学会短路电流计算标准中，均未涉及交流系统发生短路故障时柔性直流与常规直流对短路电流的贡献。目前使用最多的短路电流计算程序如BPA、PSS/E、SCCP，在进行短路电流计算时也都未涉交流侧发生短路故障后，柔性直流系统提供给短路点的电流。所以，目前需要提供一种换流站近区短路故障时柔性直流贡献短路点电流的确定方法。
技术实现思路
本申请提供一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，解决了目前需要提供一种换流站近区短路故障时柔性直流贡献短路点电流的确定方法的需求问题。本申请提供一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，其特征在于，包括：确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向；根据柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量；将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流。优选的，所述柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量，包括：交流短路电流相位角仅同交流系统短路点等值阻抗Zac相关，角接近90°，通过如下公式计算交流输出分量，其中故障前交流电压Us相位为0，Rac、Lac为短路点等效电阻、电感；短路后柔性直流输出稳态电流幅值仅同内环限幅值相关，输出相位同故障穿越期间柔性直流限幅策略相关，柔性直流输出电流相位b及柔性直流输出电流Idc，式中Idlim、Iqlim分别为经过内环限幅环节后输出的d、q轴电流控制量。优选的，所述将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流，包括：短路点电流为交流系统电流同柔性直流短路电流分量的叠加，式中SVSC为柔性直流额定容量。本申请同时提供一种柔性直流贡献短路点电流的确定装置，其特征在于，包括：故障前方向确定单元，确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向；输出分量计算单元，根据柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量；电流获取单元，将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流。本申请提供一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，通过确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量；将两个输出分量叠加，获取柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量，解决了目前需要提供一种换流站近区短路故障时柔性直流贡献短路点电流的确定方法的需求问题。附图说明图1是本申请实施例提供的一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法的流程示意图；图2是本申请实施例涉及的锁相保护下柔性直流输出电流；图3是本申请例涉及的柔性直流接入电网换流站近区短路故障示意图；图4是本申请例涉及的不同故障穿越限幅策略下短路电流对比图；图5是本申请实施例提供的一种柔性直流贡献短路点电流的确定装置示意图；图6是本申请实施例涉及的外环–内环限幅流程示意图；图7是本申请实施例涉及的内环控制策略–等比例限幅示意图。具体实施方式在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。请参看图1，图1是本申请提供的一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法的流程示意图，下面结合图1对本申请实施例提供的方法进行详细说明。步骤S101，确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向。电网交流系统故障期间柔性直流输出稳态电流同换流站是否闭锁退出运行、控制系统中锁相环是否闭锁密切相关。柔性直流输出电流与交流系统短路电流分量存在一定相位关系，并不能简单幅值相加。本专利技术针对故障距离换流站电气距离较近，柔性直流控保闭锁锁相环但换流站未退出运行情况，结合柔性直流限幅策略，得出柔性直流输出电流与交流系统短路电流分量之间的矢量关系，从而提出柔性直流贡献短路点电流的确定方法。柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向，短路点电流由交流输出分量和柔性直流输出分量组成。步骤S102，根据柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量。柔性直流馈入电网三相短路故障后，交流短路电流相位角仅同交流系统短路点等值阻抗Zac相关，考虑实际系统中，电抗X远远大于电阻R，角接近90°，通过如下公式计算交流输出分量，其中故障前交流电压Us相位为0，Rac、Lac为短路点等效电阻、电感；短路后柔性直流输出稳态电流幅值仅同内环限幅值相关，输出相位同故障穿越期间柔性直流限幅策略相关，如图2所示，柔性直流输出电流相位b及柔性直流输出电流Idc，式中Idlim、Iqlim分别为经过内环限幅环节后输出的d、q轴电流控制量。步骤S103，将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流短路点电流为交流系统电流同柔性直流短路电流分量的叠加，式中SVSC为柔性直流额定容量。以柔性直流受端系统，受端换流站控制方式为定有功功率、定交流电压控制，柔性直流额定容量1000MVA，初始功率300MW为例，如图3所示，分析故障后柔性直流运行于锁相环闭锁状态时，计算不同内环外环限幅策略下的短路电流。此时故障后柔性直流锁相环输出相位d轴锁定为故障前电压方向，仿真分析不同限幅策略下柔性直流输出电流同短路点稳态短路电流关系。分别做如下故障期间限幅策略：1)有功优先(Idmax＝1)；2)等比例有功优先(Idmax＝1，Iqmax＝0.5)；3)等比例(Idmax＝1，Iqmax＝1)；4)无功优先(Iqmax＝1)。由图4可见，目前评估方法柔性直流短路电流分量同交流短路电流分量直接做幅值加和所得结果要大于实际短路点短路电流幅值。柔性直流故障后工作于锁相环闭锁工作状态时，故障穿越策略Iq分量限幅定值Iqmax越大，输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，其特征在于，包括：确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向；根据柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量；将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流。

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流贡献短路点电流的确定方法，其特征在于，包括：确定柔性直流在短路后工作于锁相环闭锁且未退出状态时，柔性直流故障后的输出电流d轴相位将被锁定为故障前方向；根据柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量；将所述交流输出分量和柔性直流输出分量进行叠加，获得交流系统故障后短路点电流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性直流输出电流和交流系统短路电流分量的相位关系，分别计算交流系统故障后交流输出分量和柔性直流输出分量，包括：交流短路电流相位角仅同交流系统短路点等值阻抗Zac相关，角接近90°，通过如下公式计算交流输出分量，其中故障前交流电压Us相位为0，Rac、Lac为短路点等效电阻、电感；短路后柔性直流输出稳态电流幅值仅同内环限幅值相关，输出相位同故障穿越期间柔性直...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍启迪，李海峰，唐晓骏，金涛，李晓珺，陈萌，吉平，谢岩，田春筝，张晓东，张鑫，申旭辉，张志强，李媛媛，王青，丁剑，罗红梅，李晶，吕思卓，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国网江苏省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11