一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法技术

本发明专利技术提供了一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法，包括：建立两直流送端系统模型，计算系统参数值，并推广至多直流系统中，在直流闭锁故障下，计算调相机所需容量，并根据改进的直流整流器控制策略对调相机容量进行配置，设置多直流间协调的过电压抑制策略，对多直流系统中的多直流进行协调，抑制暂态过电压。本发明专利技术提供的新能源送端地区暂态过电压抑制方法，能够对调相机容量进行配置优化，提高了系统暂态过电压抑制能力。了系统暂态过电压抑制能力。了系统暂态过电压抑制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法


[0001]本专利技术涉及新能源送端地区暂态过电压抑制
，特别是涉及一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法。

技术介绍

[0002]随着风光等新能源机组装机容量在我国电力系统占比的逐步提高，以及高压直流输电系统广泛应用，使得弱送端系统的暂态稳定性能进一步降低，随之带来的是故障严重程度的增加与冲击范围的扩大。另一方面，新能源机组缺乏对系统无功的支撑能力，送端系统故障下的暂态特性呈现出以暂态电压为主导的新特征。过电压抑制技术的研究对新能源集中送出地区的电力系统稳定运行尤为重要。现有的过电压抑制技术的研究大部分为提高调相机稳态无功的持续输出，但对区域性暂态电压抑制能力较差，且未深入探寻多直流间交互作用带来的影响，无法满足高比例新能源地区的稳定运行需求。因此设计一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法是十分有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法，能够对调相机容量进行配置优化，提高了系统暂态过电压抑制能力。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1：建立两直流送端系统模型，计算系统参数值，并推广至多直流系统中；
[0007]步骤2：在直流闭锁故障下，计算调相机所需容量，并根据改进的直流整流器控制策略对调相机容量进行配置；
[0008]步骤3：设置多直流间协调的过电压抑制策略，对多直流系统中的多直流进行协调，抑制暂态过电压。
[0009]可选的，步骤1中，建立两直流送端系统模型，计算系统参数值，并推广至多直流系统中，具体为：
[0010]建立两直流送端系统模型，获取两直流送端系统模型的参数，包括两直流送端系统中交流系统等值电势U
ac1
及U
ac2
、两交流系统等值电抗X1及X2、两直流间耦合电抗X
12
、两条直流线路所对应交流系统汇入换流母线的有功功率P
ac1
及P
ac2
与无功功率Q
ac1
及Q
ac2
、两直流无功补偿装置提供的无功功率Q
c1
及Q
c2
、两条直流换流母线处线电压U
L1
及U
L2
、第一直流及第二直流传输的有功功率P
d1
及P
d2
和整流站消耗的无功功率Q
d1
及Q
d2
、第一直流及第二直流的整流侧直流电流I
d1
及I
d2
与直流电压U
d1
及U
d2
，计算稳态下两直流系统各电气量等式为：
[0011][0012]式中，N为六脉动换流阀组数，α为整流器换流阀触发角，X
d1
为整流器每相的换相电抗，R1为第一直流回路阻抗，包括线路阻抗、平波电抗器阻抗以及接地阻抗，设置第一直流发生直流闭锁，则其母线处电压标幺值可表示为：
[0013][0014]式中，S
c1
为第一直流系统短路容量，ΔU
L1*
为故障直流母线处暂态压升标幺值，根据第一直流母线处电压标幺值得到故障的第一直流母线处暂态压升标幺值表达式为：
[0015][0016]将两条直流所连接的交流部分别独立分析，ΔU
L1*
只与其换流母线盈余无功ΔQ
d1
和其连接的交流系统S
c1
相关，闭锁故障下换流母线处交流滤波器仍提供大量无功，且交流滤波器发出无功与换流母线电压的平方成正比，由此直流闭锁故障下的第一直流滤波器无功功率可表示为：
[0017][0018]式中，Q
cN1
为稳态下滤波器无功出力，联立U
L1*
及Q
c1
，得到故障的第一直流换流母线处盈余无功为：
[0019][0020]其中，健全的第二直流换流母线暂态电压的标幺值可由多馈出交互作用因子表示为：
[0021][0022]式中，U
LN1
、U
LN2
分别为故障的第一直流、健全的第二直流换流母线的额定电压，M
ji
为在整流侧换流母线i处投入对称三相电容器，引起另一直流整流侧换流母线j上的电压变化，换流母线i与换流母线j电压压差的比值，具体为：
[0023][0024]式中，Z
ij
表示线路间互阻抗，Z
ii
表示健全线路自阻抗，其中，i＝1，j＝2计算健全直流换流母线无功的变化情况为：
[0025][0026]式中，Q
acN2
为健全直流对应的交流系统稳态下注入母线无功量，计算ΔQ2关于U
L1*
的表达式为：
[0027][0028]在两直流系统中的推导在多直流系统中也同样适用，将结论性表达式进一步推广至多直流系统中，得到：
[0029][0030][0031]可选的，步骤2中，在直流闭锁故障下，计算调相机所需容量，并根据改进的直流整流器控制策略对调相机容量进行配置，具体为：
[0032]设置第一直流发生直流闭锁故障，计算调相机无功出力特性，在直流闭锁故障发生20ms后，调相机自发响应逐渐减弱，在励磁控制作用下，调相机保持进相运行，吸收系统无功，此过程下调相机无功吸收量为：
[0033][0034]式中，K
A
为调相机励磁倍数，x
d
为d轴稳态电抗，x
d
’
为d轴暂态电抗，x
s
为调相机到换流母线间的线路阻抗，T
d0
’
为d轴开路暂态时间常数，根据公式得到，调相机暂态过程下吸收无功量取决于调相机暂态参数、机端电压变化量和换流母线暂态过电压大小，ΔQ
sc
’
随着ΔU
sc
和U
L
的增大而增加，故障直流、健全直流均投入一定容量的调相机，为满足无功调节需求，设M
21
＝1，计算健全的第二直流换流母线电压标幺值指导调相机的所需容量为：
[0035][0036]式中，S
c2
为健全的第二直流所连接交流系统短路容量，将所得U
L2*
大小代入，得到两直流送端系统下，调相机需吸收无功大小为：
[0037][0038]式中，Q
t
即为多直流外送系统下各条直流抑制暂态过电压的调相机最小配置容量，计算健全的第二直流电流关于换流母线处各部分无功量的表达式，并用此直流电流表达式替代原整流侧定电流控制的电流指令值为：
[0039][0040]通过得到的电流指令值在发生故障时，对整流侧直流电流进行整定，设置U
M*
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源送端地区暂态过电压抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立两直流送端系统模型，计算系统参数值，并推广至多直流系统中；步骤2：在直流闭锁故障下，计算调相机所需容量，并根据改进的直流整流器控制策略对调相机容量进行配置；步骤3：设置多直流间协调的过电压抑制策略，对多直流系统中的多直流进行协调，抑制暂态过电压。2.根据权利要求1所述的新能源送端地区暂态过电压抑制方法，其特征在于，步骤1中，建立两直流送端系统模型，计算系统参数值，并推广至多直流系统中，具体为：建立两直流送端系统模型，获取两直流送端系统模型的参数，包括两直流送端系统中交流系统等值电势U
ac1
及U
ac2
、两交流系统等值电抗X1及X2、两直流间耦合电抗X
12
、两条直流线路所对应交流系统汇入换流母线的有功功率P
ac1
及P
ac2
与无功功率Q
ac1
及Q
ac2
、两直流无功补偿装置提供的无功功率Q
c1
及Q
c2
、两条直流换流母线处线电压U
L1
及U
L2
、第一直流及第二直流传输的有功功率P
d1
及P
d2
和整流站消耗的无功功率Q
d1
及Q
d2
、第一直流及第二直流的整流侧直流电流I
d1
及I
d2
与直流电压U
d1
及U
d2
，计算稳态下两直流系统各电气量等式为：式中，N为六脉动换流阀组数，α为整流器换流阀触发角，X
d1
为整流器每相的换相电抗，R1为第一直流回路阻抗，包括线路阻抗、平波电抗器阻抗以及接地阻抗，设置第一直流发生直流闭锁，则其母线处电压标幺值可表示为：式中，S
c1
为第一直流系统短路容量，ΔU
L1*
为故障直流母线处暂态压升标幺值，根据第一直流母线处电压标幺值得到故障的第一直流母线处暂态压升标幺值表达式为：将两条直流所连接的交流部分别独立分析，ΔU
L1*
只与其换流母线盈余无功ΔQ
d1
和其连接的交流系统S
c1
相关，闭锁故障下换流母线处交流滤波器仍提供大量无功，且交流滤波器发出无功与换流母线电压的平方成正比，由此直流闭锁故障下的第一直流滤波器无功功率可表示为：式中，Q
cN1
为稳态下滤波器无功出力，联立U
L1*
及Q
c1
，得到故障的第一直流换流母线处盈余无功为：其中，健全的第二直流换流母线暂态电压的标幺值可由多馈出交互作用因子表示为：
式中，U
LN1
、U
LN2
分别为故障的第一直流、健全的第二直流换流母线的额定电压，M
ji
为在整流侧换流母线i处投入对称三相电容器，引起另一直流整流侧换流母线j上的电压变化，换流母线i与换流母线j电压压差的比值，具体为：式中，Z
ij
表示线路间互阻抗，Z
ii
表示健全线路自阻抗，其中，i＝1，j＝2计算健全直流换流母线...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓斌，李凤婷，尹纯亚，宋新甫，高贵亮，余中平，余金，李昌陵，关洪浩，于国康，周红莲，胡志云，李忠政，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：