计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法及系统，其包括：根据故障前的柔直等效电压的幅值和相角，输入节点方程进行故障计算，得到当前时刻的换流母线电压；根据当前时刻的换流母线电压，以及柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定下一时刻的换流母线电压；确定下一时刻的换流母线电压是否满足预设条件，满足输出下一时刻对应的等效电压的幅值和相角，以叠加计算柔直的交流三相短路电流和柔性直流提供的短路电流。本发明专利技术能确定故障期间柔性直流向系统注入的电流，实现柔性直流提供交流三相短路电流的快速、精确计算。本发明专利技术可以在柔性直流输电领域中应用。以在柔性直流输电领域中应用。以在柔性直流输电领域中应用。

【技术实现步骤摘要】
计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种柔性直流输电
，特别是关于一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法及系统。

技术介绍

[0002]柔性直流输电技术可实现有功和无功解耦独立控制、调节快速灵活、可向弱系统及孤岛系统供电，在提高系统稳定性和输电能力等方面优势显著，得到了越来越广泛的工程应用。同时与常规直流相比，柔性直流具备的占地面积小、无换相失败问题等优势使其更适用于深入负荷中心改善潮流分布。
[0003]柔性直流可实现故障穿越，短路故障期间不闭锁，从而避免故障清除后重启动的的繁琐过程，减少系统的恢复时间。因此，交流系统发生短路故障后，柔性直流仍向系统注入电流，进而影响系统短路电流水平。负荷中心一般主网结构紧凑、负荷密集，面临短路电流超标问题，而随着接入的柔性直流电压等级越来越高、容量越来越大，存在受端系统短路电流水平接近或超过断路器的遮断极限、导致短路故障难以清除的风险，给系统安全稳定运行带来严重威胁。柔性直流对交流系统短路电流的影响已不容忽视，所提供的短路电流值已成为电力规划和运行部门的重要关注点。
[0004]目前提高计算柔性直流输电提供交流三相短路电流精确度的方法主要有基于矢量叠加的迭代计算和电磁暂态仿真两种。迭代计算是预设故障后柔性直流并网点电压计算柔性直流输出电流特性，得到柔直短路电流分量与交流侧短路电流分量做矢量叠加，再根据计算得到的并网点电压修正柔性直流输出电流，经过反复迭代计算后得到短路电流；电磁暂态仿真是在电磁暂态仿真软件中搭建柔性直流输电与交流电网模型，通过实时仿真获得交流三相短路电流。两种方法都能够有效提高计及柔性直流输电的交流短路电流计算精度，但前提是兼顾计算速度与精度情况下能够准确刻画柔性直流故障穿越特性，进而才能实现精准的工程实用计算。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法及系统，其能确定故障期间柔性直流向系统注入的电流，实现柔性直流提供交流三相短路电流的快速、精确计算。
[0006]为实现上述目的，第一方面，本专利技术采取以下技术方案：一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法，其包括：根据故障前的柔直等效电压的幅值和相角，输入节点方程进行故障计算，得到当前时刻的换流母线电压；根据当前时刻的换流母线电压，以及柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定下一时刻的换流母线电压；确定下一时刻的换流母线电压是否满足预设条件，满足输出下一时刻对应的等效电压的幅值和相角，以叠加计算柔直的交流三相短路电流和柔性直流提供的短路电流。
[0007]进一步，所述故障前的柔直等效电压的幅值和相角的计算，包括：
[0008]将故障前柔性直流换流母线电压设为初值，根据故障前的d轴、q轴上的电流分量的参考值求解等效电压源的幅值和相角。
[0009]进一步，所述下一时刻的换流母线电压的获取，包括：
[0010]根据柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定当前时刻相应的d轴、q轴上的电流分量的参考值；
[0011]根据当前时刻的换流母线电压和当前时刻d轴、q轴上的电流分量的参考值，计算得到当前时刻等效电压的幅值和相角；
[0012]将当前时刻等效电压的幅值和相角输入节点方程进行故障计算，得到下一时刻的换流母线电压。
[0013]进一步，所述预设条件为：判断下一时刻的换流母线电压与当前时刻的换流母线电压的差值绝对值是否小于设定阈值。
[0014]第二方面，本专利技术采取以下技术方案：一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效系统，其包括：第一处理模块，根据故障前的柔直等效电压的幅值和相角，输入节点方程进行故障计算，得到当前时刻的换流母线电压；第二处理模块，根据当前时刻的换流母线电压，以及柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定下一时刻的换流母线电压；计算模块，确定下一时刻的换流母线电压是否满足预设条件，满足输出下一时刻对应的等效电压的幅值和相角，以叠加计算柔直的交流三相短路电流和柔性直流提供的短路电流。
[0015]进一步，所述第一处理模块中，故障前的柔直等效电压的幅值和相角的计算包括：
[0016]将故障前柔性直流换流母线电压设为初值，根据故障前的d轴、q轴上的电流分量的参考值求解等效电压源的幅值和相角。
[0017]进一步，所述第二处理模块中，下一时刻的换流母线电压的获取包括：
[0018]根据柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定当前时刻相应的d轴、q轴上的电流分量的参考值；
[0019]根据当前时刻的换流母线电压和当前时刻d轴、q轴上的电流分量的参考值，计算得到当前时刻等效电压的幅值和相角；
[0020]将当前时刻等效电压的幅值和相角输入节点方程进行故障计算，得到下一时刻的换流母线电压。
[0021]进一步，所述计算模块中，预设条件为：判断下一时刻的换流母线电压与当前时刻的换流母线电压的差值绝对值是否小于设定阈值。
[0022]第三方面，本专利技术采取以下技术方案：一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述方法中的任一方法。
[0023]第四方面，本专利技术采取以下技术方案：一种计算设备，其包括：一个或多个处理器、存储器及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行上述方法中的任一方法的指令。
[0024]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0025]本专利技术采用的计算柔性直流输电提供交流三相交流短路电流的等效方法及系统，
当电力系统发生短路故障时，根据柔性直流具体的控制策略与设定参数，将柔性直流等效为并网电压控制的可控电压源，计算计及柔性交流输电的交流三相短路电流。本专利技术适用于各种柔性直流故障穿越控制策略与系统运行方式，精准刻画了柔性输电故障穿越特性，提高了计算故障节点短路电流的准确性，同时保证了计算速度，具有工程实用价值。
附图说明
[0026]图1是本专利技术实施例中柔性直流输电系统控制示意图；
[0027]图2a是本专利技术实施例中柔性直流输电系统外环控制器采取定有功功率、定无功功率控制限流效果示意图；
[0028]图2b是本专利技术实施例中柔性直流输电系统外环控制器采取定有功功率、定交流电压控制限流效果示意图；
[0029]图2c是本专利技术实施例中柔性直流输电系统外环控制器采取定直流电压、定无功功率控制限流效果示意图；
[0030]图3是本专利技术实施例中等效电压源应用于迭代计算方法计算短路电流的流程图；
[0031]图4是本专利技术实施例中等效电压源控制原理示意图；
[0032]图5是本专利技术实施例中等效电压源应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法，其特征在于，包括：根据故障前的柔直等效电压的幅值和相角，输入节点方程进行故障计算，得到当前时刻的换流母线电压；根据当前时刻的换流母线电压，以及柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定下一时刻的换流母线电压；确定下一时刻的换流母线电压是否满足预设条件，满足输出下一时刻对应的等效电压的幅值和相角，以叠加计算柔直的交流三相短路电流和柔性直流提供的短路电流。2.如权利要求1所述计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法，其特征在于，所述故障前的柔直等效电压的幅值和相角的计算，包括：将故障前柔性直流换流母线电压设为初值，根据故障前的d轴、q轴上的电流分量的参考值求解等效电压源的幅值和相角。3.如权利要求1所述计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法，其特征在于，所述下一时刻的换流母线电压的获取，包括：根据柔性直流故障前运行方式、故障穿越控制模式以和对应的限制条件，确定当前时刻相应的d轴、q轴上的电流分量的参考值；根据当前时刻的换流母线电压和当前时刻d轴、q轴上的电流分量的参考值，计算得到当前时刻等效电压的幅值和相角；将当前时刻等效电压的幅值和相角输入节点方程进行故障计算，得到下一时刻的换流母线电压。4.如权利要求1所述计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效方法，其特征在于，所述预设条件为：判断下一时刻的换流母线电压与当前时刻的换流母线电压的差值绝对值是否小于设定阈值。5.一种计算柔性直流输电提供交流三相短路电流的等效系统，其特征在于，包括：第一处理模块，根据故障前的柔直等效电压的幅值和相角，输入节点方程进行故障计算，得到当前时刻的换流母线电压；第二处理模块，根据当前时刻的换流母线电压，以及柔性直流故障前运行方式、故...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈启超，李晖，蒋维勇，王菲，王智冬，谢珍建，邹欣，索之闻，傅诗琪，李辰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：