一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及直流配电网技术领域，公开了一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法及系统，其方法通过考虑直流配电网不同类型换流站对故障点的共同馈流效应，构建环状直流配电网处于直流线路极间故障时的等效电路模型，将等效电路模型换算至复频域，得到短路电流复频域模型，再将短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型，求解短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解，从而提高了对环状直流配电网的暂态电流计算的准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及直流配电网
，尤其涉及一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法及系统。

技术介绍

[0002]直流配电网相比交流配电网，可实现分布式新能源、直流负荷、变频负荷的高效、灵活接入，显著提升配电侧运行控制的灵活性。相比交流电网故障，直流配电网阻尼小，故障电流上升速度快，并且由于直流无自然过零点，对直流配电网的保护技术提出了较高要求。
[0003]直流配电网发生直流侧极间故障时，故障电流主要由电容放电电流和交流侧馈入电流组成，不论是全桥子模块还是半桥子模块，在子模块闭锁前，电容放电是造成桥臂过流的主要原因。
[0004]现有方法主要研究单个换流站在直流故障期间的暂态过程，忽略了不同换流站的耦合影响，未考虑直流配电网AC/DC、DC/DC不同类型换流站对故障点的共同馈流效应，难以表征不同换流站之间的耦合影响，很难准确地对环状直流配电网的暂态电流进行计算。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法及系统，解决了对环状直流配电网的暂态电流计算的准确性较低的技术问题。
[0006]有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法，包括以下步骤：
[0007]获取环状直流配电网处于直流线路极间故障时的电路元件参数以及拓扑结构，构建电容放电阶段下的等效电路模型；
[0008]基于基尔霍夫电流定律，将所述等效电路模型换算至复频域，得到短路电流复频域模型；
[0009]将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型，求解所述短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解。
[0010]优选地，所述环状直流配电网包括三个配电节点，三个所述配电节点分别依次连接构成环状直流配电网结构，其中，第一个配电节点和第二个配电节点均包含一个换流器，第三个配电节点包含一个DCT变速器，第一个配电节点和第二个配电节点中任一个配电节点与第三个配电节点之间的连接线路上设有短路节点，所述等效电路模型包括：电容C1、电容C2、电容C3、电感L1、电感L3、电阻R1、电阻R2、电阻R3电阻R4和短路支路，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3和所述短路支路并联连接，所述电容C1与所述电容R2之间依次串联所述电感L1、所述电阻R1和所述电阻R2，所述电感L1和所述电阻R1之间的线路上引出一条支路与所述电容C3连接，所述电感L1和所述电阻R1之间的线路上引出的支路上串联设置所述电感L3和所述电阻R3，所述电感L3和所述电阻R3之间的线路上引出一条支路分别与所述
电阻R2和所述电容C2连接，所述电感L3和所述电阻R3之间的线路上引出的支路串联设置所述电阻R4。
[0011]优选地，基于基尔霍夫电流定律，将所述等效电路模型换算至复频域，得到短路电流复频域模型的步骤具体包括：
[0012]将所述等效电路模型换算至复频域，根据所述等效电路模型中的元件参数构建每个配电节点的电压和电流的关系式为：
[0013][0014]上式1中，U1、I1分别为第一个配电节点的电压和电流对应的复频域变量，U2、I2分别为第二个配电节点的电压和电流对应的复频域变量，U3、I3分别为第三个配电节点的电压和电流对应的复频域变量，s为复频率；
[0015]基于基尔霍夫电流定律，根据所述等效电路模型中的元件参数构建每个配电节点的电压和电流的关系式为：
[0016][0017]基于基尔霍夫电流定律，计算短路节点的短路电流为i
f
＝
‑
(i1+i2+i3)，其中，i1表示第一个配电节点的电流，i2表示第二个配电节点的电流，i3表示第三个配电节点的电流；
[0018]结合式1和式2，将短路电流换算至复频域，得到在复频域下的短路电流复频域模型为，
[0019][0020]式3中，K
i
为复频域方程系数。
[0021]优选地，将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型，求解所述短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解的步骤具体包括：
[0022]将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型为：
[0023][0024]求解所述短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解。
[0025]第二方面，本专利技术还提供了一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算系统，包括：
+i2+i3)，其中，i1表示第一个配电节点的电流，i2表示第二个配电节点的电流，i3表示第三个配电节点的电流；
[0037]换算模块，用于结合式1和式2，将短路电流换算至复频域，得到在复频域下的短路电流复频域模型为，
[0038][0039]式3中，K
i
为复频域方程系数。
[0040]优选地，所述时域换算模块具体用于，将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型为：
[0041][0042]还用于求解所述短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解。
[0043]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：
[0044]本专利技术通过考虑直流配电网不同类型换流站对故障点的共同馈流效应，构建环状直流配电网处于直流线路极间故障时的等效电路模型，将等效电路模型换算至复频域，得到短路电流复频域模型，再将短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型，求解短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解，从而提高了对环状直流配电网的暂态电流计算的准确性。
附图说明
[0045]图1为本专利技术实施例提供的一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法的流程图；
[0046]图2为本专利技术实施例提供的环状直流配电网的结构示意图；
[0047]图3为本专利技术实施例提供的等效电路模型的结构示意图；
[0048]图4为本专利技术实施例提供的另一等效电路模型的结构示意图；
[0049]图5为本专利技术实施例提供的一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算系统的结构示意图。
具体实施方式
[0050]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0051]为了便于理解，请参阅图1，本专利技术提供的一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法，包括以下步骤：
[0052]S1、获取环状直流配电网处于直流线路极间故障时的电路元件参数以及拓扑结构，构建电容放电阶段下的等效电路模型。
[0053]其中，如图2所示，环状直流配电网为典型环状直流配电网，环状直流配电网包括三个配电节点，三个配电节点分别依次连接构成环状直流配电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取环状直流配电网处于直流线路极间故障时的电路元件参数以及拓扑结构，构建电容放电阶段下的等效电路模型；基于基尔霍夫电流定律，将所述等效电路模型换算至复频域，得到短路电流复频域模型；将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型，求解所述短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解。2.根据权利要求1所述的适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法，所述环状直流配电网包括三个配电节点，三个所述配电节点分别依次连接构成环状直流配电网结构，其中，第一个配电节点和第二个配电节点均包含一个换流器，第三个配电节点包含一个DCT变速器，第一个配电节点和第二个配电节点中任一个配电节点与第三个配电节点之间的连接线路上设有短路节点，其特征在于，所述等效电路模型包括：电容C1、电容C2、电容C3、电感L1、电感L3、电阻R1、电阻R2、电阻R3电阻R4和短路支路，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3和所述短路支路并联连接，所述电容C1与所述电容R2之间依次串联所述电感L1、所述电阻R1和所述电阻R2，所述电感L1和所述电阻R1之间的线路上引出一条支路与所述电容C3连接，所述电感L1和所述电阻R1之间的线路上引出的支路上串联设置所述电感L3和所述电阻R3，所述电感L3和所述电阻R3之间的线路上引出一条支路分别与所述电阻R2和所述电容C2连接，所述电感L3和所述电阻R3之间的线路上引出的支路串联设置所述电阻R4。3.根据权利要求2所述的适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法，其特征在于，基于基尔霍夫电流定律，将所述等效电路模型换算至复频域，得到短路电流复频域模型的步骤具体包括：将所述等效电路模型换算至复频域，根据所述等效电路模型中的元件参数构建每个配电节点的电压和电流的关系式为：上式1中，U1、I1分别为第一个配电节点的电压和电流对应的复频域变量，U2、I2分别为第二个配电节点的电压和电流对应的复频域变量，U3、I3分别为第三个配电节点的电压和电流对应的复频域变量，s为复频率；基于基尔霍夫电流定律，根据所述等效电路模型中的元件参数构建每个配电节点的电压和电流的关系式为：
基于基尔霍夫电流定律，计算短路节点的短路电流为i
f
＝
‑
(i1+i2+i3)，其中，i1表示第一个配电节点的电流，i2表示第二个配电节点的电流，i3表示第三个配电节点的电流；结合式1和式2，将短路电流换算至复频域，得到在复频域下的短路电流复频域模型为，式3中，K
i
为复频域方程系数。4.根据权利要求3所述的适用于环状直流配电网的暂态电流计算方法，其特征在于，将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型，求解所述短路电流时域计算模型，得到暂态电流的时域解的步骤具体包括：将所述短路电流复频域模型换算至时域，得到短路电流时域计算模型为：求解所述短路电流时域计算模型，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐雄，陈建福，唐捷，陈勇，曹安瑛，邹国惠，裴星宇，李建标，程旭，刘尧，吴宏远，黄玥，顾延勋，蔡仲启，钟惠锋，喻松涛，韦甜柳，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，
类型：发明
国别省市：