CN112787352B - 基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法 - Google Patents

基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法。本发明通过戴维南等效得到戴维南等值阻抗；通过直流外特性曲线获得直流无功‑交流电压一阶灵敏度；通过直流外特性曲线获得直流无功‑交流电压二阶灵敏度；通过交直流线性化方程分别计算直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式；根据牛顿拉夫逊法计算获得单馈出交直流混联系统的过电压，并根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度。相比现有技术，本发明提出的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，能够提高送端电网强度判断的准确度与判断效率。

Description

基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法
技术领域
本发明涉及基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，适用于单馈出交直流混联系统送端电网强度获取。
背景技术
在实际运行过程中，当特高压直流发生换相失败或发生闭锁故障时，将会给送端电网带来较大的功率扰动，并伴随发生暂态过电压，可能引起近区新能源机组因耐高压能力不足而脱网。送端暂态过电压问题成为制约“风火打捆”直流送出能力与新能源接入能力的主要因素。对于大容量特高压直流功率扰动引起的送端暂态过电压问题，目前工程上主要采取仿真分析的方法计算暂态压升，缺乏有效的理论计算方法。
因此，开展根据过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取工作具有及其重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于解决当前单馈出交直流混联系统送端电网强度判断需要通过仿真计算系统的过电压水平，仿真建模复杂计算较慢的问题，提供一种基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其可根据实际电网参数简单计算获得系统过电压水平，可用于单馈出交直流混联系统送端电网强度获取，提高送端电网强度判断的准确度与判断效率。
为此，本发明采用以下的技术方案：一种基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其包括：
步骤1、建立实际单馈出交直流混联系统的仿真模型，得到戴维南等值阻抗；
步骤2、通过直流外特性曲线获得直流无功-交流电压一阶灵敏度；
步骤3、通过直流外特性曲线获得直流无功-交流电压二阶灵敏度；
步骤4、通过交直流线性化方程分别计算直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式；
步骤5、根据牛顿拉夫逊法计算获得单馈出交直流混联系统的过电压，并根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度。
进一步地，步骤1中，所述戴维南等值阻抗Z通过戴维南等效得到。
进一步地，步骤2中，所述直流无功-交流电压一阶灵敏度为以下公式：
Figure BDA0002909992720000021
其中，
Figure BDA0002909992720000022
X为直流换相电抗，Id为直流额定电流，K为变压器变比，U为直流整流侧交流母线电压，γ为直流熄弧角，
Figure BDA0002909992720000023
ω为交流系统角速度，Bc为直流无功补偿电容，Pd为直流额定功率，Q为直流无功功率。
进一步地，步骤3中，所述直流无功-交流电压二阶灵敏度为以下公式：
Figure BDA0002909992720000024
进一步地，步骤4中，所述直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式分别为以下公式：
Figure BDA0002909992720000025
Figure BDA0002909992720000026
其中，δ为直流整流侧交流母线功角、Z为戴维南等值阻抗。
进一步地，步骤5中，所述单馈出交直流混联系统的过电压TOV采用以下公式表示：
Figure BDA0002909992720000027
进一步地，所述的根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度具体为：若单馈出交直流混联系统的过电压小于1.3，则判断得到单馈出直流送端电网是强系统；若单馈出交直流混联系统的过电压大于1.3，则判断得到单馈出直流送端电网是弱系统。
本发明进行单馈出交直流混联系统送端电网强度获取计算系统过电压水平时，充分考虑到仿真建模复杂计算较慢的特点，通过戴维南等效得到系统戴维南等值阻抗，由直流外特性曲线及系统参数获得直流无功-交流电压一阶灵敏度和直流无功-交流电压二阶灵敏度，通过交直流线性化方程分别计算直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式，根据牛顿拉夫逊法计算获得单馈出交直流混联系统的过电压，并根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度。相比现有技术，本发明提出的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，能够提高送端电网强度判断的准确度与判断效率。
附图说明
图1是本发明的总体流程示意图。
图2为本发明实施例仿真验证中单馈出交直流混联系统戴维南等效图。
图3为本发明实施例仿真验证中DIGSILNT使用的CIGRE直流经典模型。
图4为本发明实施例仿真验证中不同戴维南等效阻抗下的过电压曲线图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1给出了总体流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的一种基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，包括以下步骤：
(1)建立实际单馈出交直流混联系统的仿真模型并通过戴维南等效得到戴维南等值阻抗
采用DIGSILENT仿真软件，搭建与实际单馈出交直流混联系统相同的模拟系统，线路参数均采用实际值。然后，根据实际单馈出交直流混联系统的直流参数设置仿真软件中的直流参数，使得仿真软件中的模拟系统与实际单馈出交直流混联系统基本一致。通过戴维南等效计算得到系统的戴维南等效阻抗Z。
(2)通过直流外特性曲线获得直流无功-交流电压一阶灵敏度
根据直流外特性曲线及交直流系统参数得到直流无功-交流电压一阶灵敏度：
Figure BDA0002909992720000031
其中，
Figure BDA0002909992720000032
X为直流换相电抗，Id为直流额定电流，K为变压器变比，U为直流整流侧交流母线电压，γ为直流熄弧角，
Figure BDA0002909992720000033
ω为交流系统角速度，Bc为直流无功补偿电容，Pd为直流额定功率，Q为直流无功功率。
(3)通过直流外特性曲线获得直流无功-交流电压二阶灵敏度
根据直流外特性曲线及交直流系统参数得到直流无功-交流电压二阶灵敏度：
Figure BDA0002909992720000034
(4)通过交直流线性化方程分别计算直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式：
Figure BDA0002909992720000041
Figure BDA0002909992720000042
其中，δ为直流整流侧交流母线功角。
(5)根据牛顿拉夫逊法计算获得单馈出交直流混联系统的过电压，并根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度，具体如下：
根据系统参数得到单馈出交直流混联系统的过电压TOV表达式：
Figure BDA0002909992720000043
根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度，若单馈出交直流混联系统的过电压小于1.3，则判断得到单馈出直流送端电网是强系统；若单馈出交直流混联系统的过电压大于1.3，则判断得到单馈出直流送端电网是弱系统。
综上所述，即可完成根据过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取。
为了测试本发明所提方法的有效性，应用本发明方法对某单馈出交直流混联系统进行仿真验证。
首先，采用DIGSILENT仿真软件，搭建与实际单馈出交直流混联系统相同的模拟系统，线路参数均采用实际值。然后，根据实际单馈出交直流混联系统的直流参数设置仿真软件中的直流参数，使得仿真软件中的模拟系统与实际单馈出交直流混联系统基本一致。
图2为本发明实施例仿真验证中单馈出交直流混联系统戴维南等效图。图3为本发明实施例仿真验证中DIGSILNT使用的CIGRE直流经典模型。
图4给出了软件仿真和根据本发明方法计算获得的不同戴维南等效阻抗下的过电压曲线。从图4可以看出，软件仿真和根据本发明方法计算获得的不同戴维南等效阻抗下的过电压曲线基本重合，表明使用本发明方法计算获得的单馈出交直流混联系统过电压与使用传统仿真方法仿真得出的单馈出交直流混联系统过电压基本吻合，使用传统仿真方法需要对实际系统进行详细建模，仿真过程复杂，而本发明方法仅需根据实际系统参数即可直接计算得到单馈出交直流混联系统过电压，并可直接通过过电压水平获取单馈出交直流混联系统送端电网强度，可见本发明方法具有显著的技术效果。
本发明可用于单馈出交直流混联系统送端电网强度获取，提高送端电网强度判断的准确度与判断效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，包括：
步骤1、建立实际单馈出交直流混联系统的仿真模型，得到戴维南等值阻抗；
步骤2、通过直流外特性曲线获得直流无功-交流电压一阶灵敏度；
步骤3、通过直流外特性曲线获得直流无功-交流电压二阶灵敏度；
步骤4、通过交直流线性化方程分别计算直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式；
步骤5、基于步骤1-步骤4获得的戴维南等值阻抗，直流无功-交流电压一阶灵敏度，直流无功-交流电压二阶灵敏度，直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式，根据牛顿拉夫逊法计算获得单馈出交直流混联系统的过电压，并根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度。
2.如权利要求1所述的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，步骤1中，所述戴维南等值阻抗Z通过戴维南等效得到。
3.如权利要求1所述的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，步骤2中，所述直流无功-交流电压一阶灵敏度为以下公式：
Figure FDA0003481444240000011
其中，
Figure FDA0003481444240000012
X为直流换相电抗，Id为直流额定电流，K为变压器变比，U为直流整流侧交流母线电压，γ为直流熄弧角，
Figure FDA0003481444240000013
ω为交流系统角速度，Bc为直流无功补偿电容，Pd为直流额定功率，Q为直流无功功率。
4.如权利要求3所述的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，步骤3中，所述直流无功-交流电压二阶灵敏度为以下公式：
Figure FDA0003481444240000014
5.如权利要求4所述的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，步骤4中，所述直流整流侧交流母线功角与直流无功和直流有功偏差、直流整流侧交流母线电压与直流无功和直流有功偏差之间的线性表达式分别为以下公式：
Figure FDA0003481444240000021
Figure FDA0003481444240000022
其中，δ为直流整流侧交流母线功角、Z为戴维南等值阻抗。
6.如权利要求5所述的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，步骤5中，所述单馈出交直流混联系统的过电压TOV采用以下公式表示：
Figure FDA0003481444240000023
7.如权利要求1-6任一项所述的基于过电压的单馈出交直流混联系统送端电网强度获取方法，其特征在于，所述的根据单馈出交直流混联系统的过电压判断得到单馈出直流送端电网强度具体为：当过电压小于1.3时，单馈出直流送端电网是强系统；当过电压大于1.3时，单馈出直流送端电网是弱系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113794203B (zh) * 2021-11-15 2022-02-11 中国电力科学研究院有限公司 确定新能源直流外送系统直流故障时过电压的方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0923586A (ja) * 1995-07-07 1997-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超伝導エネルギ貯蔵装置
CN107968434A (zh) * 2017-12-08 2018-04-27 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种大容量直流功率扰动下风机暂态过电压分析方法
CN108808683A (zh) * 2018-06-12 2018-11-13 国网福建省电力有限公司 含多平衡机及多机联合调压的交直流电网潮流计算方法
CN108964110A (zh) * 2018-07-26 2018-12-07 清华大学 一种继发性换相失败的判别方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0923586A (ja) * 1995-07-07 1997-01-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超伝導エネルギ貯蔵装置
CN107968434A (zh) * 2017-12-08 2018-04-27 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种大容量直流功率扰动下风机暂态过电压分析方法
CN108808683A (zh) * 2018-06-12 2018-11-13 国网福建省电力有限公司 含多平衡机及多机联合调压的交直流电网潮流计算方法
CN108964110A (zh) * 2018-07-26 2018-12-07 清华大学 一种继发性换相失败的判别方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Dynamic_Performance_Improving_Sliding-Mode_Control-Based_Feedback_Linearization_for_PV_System_Under_LVRT_Condition;Yajing Zhang;《IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS》;20201130;第11745-11757页 *
采用模块化求解的主动配电网优化运行;张红斌;《郑州大学学报( 工学版)》;20190131;第24-31页 *

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