CN113433426A - 直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置 - Google Patents

直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置 Download PDF

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CN113433426A CN202111002530.6A CN202111002530A CN113433426A CN 113433426 A CN113433426 A CN 113433426A CN 202111002530 A CN202111002530 A CN 202111002530A CN 113433426 A CN113433426 A CN 113433426A
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Abstract

本发明公开一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置，方法包括：基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗；基于所述传递阻抗与所述等效驱动点阻抗的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压；用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。基于阻抗矩阵和剩余相位电压方程技术计算出换流母线m特定电压跌落时发生故障的临界点，可以评估引起换相失败的高压直流输电系统换流母线故障范围，并针对性的给出相应的控制和保护装置的选型和安装地点。

Description

直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置
技术领域
本发明属于电力系统保护技术领域，尤其涉及一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置。
背景技术
直流输电以低损耗、灵活可控、输送容量大等经济技术优势被广泛应用于大区联网，成为我国实施“西电东送”战略，实现清洁能源大规模外送的重要输电方式。换相失败会导致直流功率短时中断，造成送受端电网功率失衡和暂态过电压等问题，成为制约传统直流发展的原理性问题。
换相失败的本质是换相时间小于晶闸管的去游离时间，导致在规定时间内无法完成换相过程。采用关断角作为判据虽然准确，但其出发点较为微观且位于直流系统内部，不能有效反映出交流系统故障对换相失败的影响，而且也无法确定换流母线临界故障的范围。因此，如何计算换流母线特定电压跌落时发生故障的临界点，进而评估引起换相失败的高压直流输电系统换流母线故障范围，使加快恢复系统的供电，提升了系统的稳定性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。
第一方面，本发明提供一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法，包括：基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 347482DEST_PATH_IMAGE001
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 864045DEST_PATH_IMAGE002
，其中，计算所述等效驱动点阻抗
Figure 550241DEST_PATH_IMAGE001
的表达式为：
Figure 350707DEST_PATH_IMAGE003
，式中，
Figure 970214DEST_PATH_IMAGE004
为故障线路首端的驱动点阻抗，
Figure 957762DEST_PATH_IMAGE005
为故障线路末端的驱动点阻抗，
Figure 260698DEST_PATH_IMAGE006
为故障线路首端至末端的转移阻抗，
Figure 587774DEST_PATH_IMAGE007
为故障线路末端至首端的转移阻抗，
Figure 200021DEST_PATH_IMAGE008
为首末端线路阻抗，
Figure 127395DEST_PATH_IMAGE009
为故障位置与整个线路长度的比例长度；计算所述传递阻抗
Figure 483290DEST_PATH_IMAGE002
的表达式为：
Figure 930452DEST_PATH_IMAGE010
，式中，
Figure 198753DEST_PATH_IMAGE011
为换流母线
Figure 364155DEST_PATH_IMAGE012
和故障线路首端
Figure 510359DEST_PATH_IMAGE013
之间的转移阻抗，
Figure 77607DEST_PATH_IMAGE014
为换流母线m和故障线路末端
Figure 766077DEST_PATH_IMAGE015
之间的转移阻抗；基于所述传递阻抗
Figure 169508DEST_PATH_IMAGE002
与所述等效驱动点阻抗
Figure 867205DEST_PATH_IMAGE001
的比值，以及换流母线
Figure 23380DEST_PATH_IMAGE012
处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线
Figure 397599DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，其中，计算换流母线
Figure 272014DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压的表达式为：
Figure 524135DEST_PATH_IMAGE016
，式中，
Figure 800395DEST_PATH_IMAGE017
为换流母线
Figure 96247DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，
Figure 710156DEST_PATH_IMAGE018
为换流母线
Figure 749656DEST_PATH_IMAGE012
故障前电压，
Figure 880423DEST_PATH_IMAGE019
为换流母线
Figure 301171DEST_PATH_IMAGE012
处电压跌落的幅度，
Figure 212495DEST_PATH_IMAGE020
为故障位置K处的故障前电压；用换流母线上的临界电压降替换换流母线
Figure 727790DEST_PATH_IMAGE012
处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
第二方面，本发明提供一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置，包括：计算模块，配置为基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 290228DEST_PATH_IMAGE001
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 865565DEST_PATH_IMAGE002
，其中，计算所述等效驱动点阻抗
Figure 14918DEST_PATH_IMAGE001
的表达式为：
Figure 599483DEST_PATH_IMAGE003
，式中，
Figure 704843DEST_PATH_IMAGE004
为故障线路首端的驱动点阻抗，
Figure 765596DEST_PATH_IMAGE005
为故障线路末端的驱动点阻抗，
Figure 323616DEST_PATH_IMAGE006
为故障线路首端至末端的转移阻抗，
Figure 508610DEST_PATH_IMAGE007
为故障线路末端至首端的转移阻抗，
Figure 219208DEST_PATH_IMAGE008
为首末端线路阻抗，
Figure 198665DEST_PATH_IMAGE009
为故障位置与整个线路长度的比例长度；计算所述传递阻抗
Figure 509561DEST_PATH_IMAGE002
的表达式为：
Figure 481934DEST_PATH_IMAGE010
，式中，
Figure 296306DEST_PATH_IMAGE011
为换流母线
Figure 462976DEST_PATH_IMAGE012
和故障线路首端
Figure 995589DEST_PATH_IMAGE013
之间的转移阻抗，
Figure 725647DEST_PATH_IMAGE014
为换流母线m和故障线路末端
Figure 455180DEST_PATH_IMAGE015
之间的转移阻抗；推导模块，配置为基于所述传递阻抗
Figure 245281DEST_PATH_IMAGE002
与所述等效驱动点阻抗
Figure 327507DEST_PATH_IMAGE001
的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压，其中，计算换流母线m处的剩余相电压的表达式为：
Figure 80830DEST_PATH_IMAGE016
，式中，
Figure 932112DEST_PATH_IMAGE017
为换流母线
Figure 627535DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，
Figure 180745DEST_PATH_IMAGE018
为换流母线
Figure 987027DEST_PATH_IMAGE012
故障前电压，
Figure 709127DEST_PATH_IMAGE019
为换流母线
Figure 575451DEST_PATH_IMAGE012
处电压跌落的幅度，
Figure 569952DEST_PATH_IMAGE020
为故障位置K处的故障前电压；替换模块，配置为用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本发明任一实施例的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法的步骤。
本申请的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法及装置，基于阻抗矩阵和剩余相位电压方程技术计算出换流母线m特定电压跌落时发生故障的临界点，可以评估引起换相失败的高压直流输电系统换流母线故障范围，并针对性的给出相应的控制和保护装置的选型和安装地点，并考虑在临界点安装电压支撑设备，以应对高压直流换流站交流母线故障造成直流换相失败的风险，调相机容量大小可根据直流输送容量及交流侧电压获得，预防高压直流输电线路换相失败，保证高压直流输电系统的稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法的流程图；
图2为本发明一实施例提供的南昌-进贤N-2故障多个站的母线正序电压变化曲线图；
图3为本发明一实施例提供的南昌-进贤N-2故障直流功率变化曲线图；
图4为本发明一实施例提供的南昌-进贤N-2故障南昌站的母线正序电压变化曲线图；
图5为本发明一实施例提供的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置的结构框图；
图6是本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本申请的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法的流程图。
如图1所示，一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法包括以下步骤：
步骤S101，基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 228860DEST_PATH_IMAGE001
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 992417DEST_PATH_IMAGE002
。
在本实施例中，计算所述等效驱动点阻抗
Figure 826381DEST_PATH_IMAGE001
的表达式为：
Figure 58910DEST_PATH_IMAGE003
，
式中，
Figure 269311DEST_PATH_IMAGE004
为故障线路首端的驱动点阻抗，
Figure 887375DEST_PATH_IMAGE005
为故障线路末端的驱动点阻抗，
Figure 407086DEST_PATH_IMAGE006
为故障线路首端至末端的转移阻抗，
Figure 376180DEST_PATH_IMAGE007
为故障线路末端至首端的转移阻抗，
Figure 62376DEST_PATH_IMAGE008
为首末端线路阻抗，
Figure 613574DEST_PATH_IMAGE009
为故障位置与整个线路长度的比例长度；
计算所述传递阻抗
Figure 727023DEST_PATH_IMAGE002
的表达式为：
Figure 183413DEST_PATH_IMAGE010
，
式中，
Figure 987814DEST_PATH_IMAGE011
为换流母线
Figure 580469DEST_PATH_IMAGE012
和故障线路首端
Figure 943449DEST_PATH_IMAGE013
之间的转移阻抗，
Figure 621555DEST_PATH_IMAGE014
为换流母线m和故障线路末端
Figure 711870DEST_PATH_IMAGE015
之间的转移阻抗。
步骤S102，基于所述传递阻抗
Figure 673879DEST_PATH_IMAGE002
与所述等效驱动点阻抗
Figure 394710DEST_PATH_IMAGE001
的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压。
在本实施例中，计算换流母线m处的剩余相电压的表达式为：
Figure 622429DEST_PATH_IMAGE016
，
式中，
Figure 470431DEST_PATH_IMAGE017
为换流母线
Figure 772099DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，
Figure 929411DEST_PATH_IMAGE018
为换流母线
Figure 896623DEST_PATH_IMAGE012
故障前电压，
Figure 266425DEST_PATH_IMAGE019
为换流母线
Figure 953758DEST_PATH_IMAGE012
处电压跌落的幅度，
Figure 829441DEST_PATH_IMAGE020
为故障位置K处的故障前电压；
其中，计算故障位置K处的故障前电压的表达式为:
Figure 703857DEST_PATH_IMAGE021
，
式中，
Figure 408507DEST_PATH_IMAGE022
为故障线路首端故障前电压，
Figure 996352DEST_PATH_IMAGE023
为故障线路末端故障前电压。
步骤S103，用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
在本实施例中，通过连接到阀门上的交流母线电压
Figure 229888DEST_PATH_IMAGE024
、换向电抗
Figure 653916DEST_PATH_IMAGE025
、触发角
Figure 381831DEST_PATH_IMAGE026
、熄弧角
Figure 778178DEST_PATH_IMAGE027
导出基本直流电流方程：
Figure 244931DEST_PATH_IMAGE028
（1）
当交流母线电压降低为
Figure 599996DEST_PATH_IMAGE029
时，重叠角增大为
Figure 115291DEST_PATH_IMAGE030
，熄弧角减小为
Figure 428461DEST_PATH_IMAGE031
，此时，直流电流方程变化为：
Figure 20110DEST_PATH_IMAGE032
（2）
通过式（1）和式（2），可以得到干扰前后的换向电压之间的关系：
Figure 356414DEST_PATH_IMAGE033
（3）
由式（1）可知，触发角可表示为：
Figure 737716DEST_PATH_IMAGE034
（4）
将触发角方程式（4）代入式（3），对于整流最严重的对称三相故障，使熄弧角达到临界熄弧极限（
Figure 92343DEST_PATH_IMAGE035
=
Figure 104162DEST_PATH_IMAGE036
）的临界电压降的计算公式如式（5）所示。导致换相失败的临界电压降受到故障引起的直流电流变化
Figure 724499DEST_PATH_IMAGE037
的影响以及稳态运行点电流对额定直流电流的比值
Figure 597908DEST_PATH_IMAGE038
和熄弧角
Figure 620091DEST_PATH_IMAGE039
的共同影响。考虑到满载电压
Figure 802810DEST_PATH_IMAGE040
近似等于典型电力系统运行电压，则
Figure 365903DEST_PATH_IMAGE040
/E可以认为是单位值，可推出下式，其中，
Figure 89009DEST_PATH_IMAGE041
为换向电抗标幺值，
Figure 450851DEST_PATH_IMAGE042
为换流母线上的临界电压降，
Figure 804472DEST_PATH_IMAGE043
为额定直流电流。
Figure 133822DEST_PATH_IMAGE044
（5）
在故障情况下，直流电流变化比
Figure 847569DEST_PATH_IMAGE045
可以通过高压直流恒流控制和一个足够大容量的平滑电抗器来稳定。因此，临界电压降公式（5）可简化为式（6），其中，
Figure 844344DEST_PATH_IMAGE046
为直流运行电流与额定直流电流的比值。
Figure 368866DEST_PATH_IMAGE047
（6）
综上描述，本申请的方法，能够评估引起换相失败的高压直流输电系统换流母线故障范围，并针对性的给出相应的控制和保护装置的选型和安装地点，预防高压直流输电线路换相失败，保证高压直流输电系统的稳定运行。
在一个具体的应用场景中，考虑雅中直流投运初期，武汉至南昌、长沙至南昌1000kV交流线路未建成投运，江西1000kV交流系统还未成熟的过渡阶段，特高压直流双极均只有高压阀组接入江西500 kV交流系统，低压阀组未投入运行。
基于2021年解环方案，2022年措施下江西电网总负荷量为28401MW，总开机功率为18090MW，鄂赣联络线磁湖-永修单回500kV线路输出973.6035MW，咸宁-梦山双回500 kV线路输入2079.7229MW。特高压直流落地功率为7639.550858MW，占江西电网总负荷量的26.9%。
该运行方式下，计算雅中直流接入江西赣昌换换流母线的临界电压降为0.39p.u.，用换流母线上的临界电压降替换换流母线故障处的电压降，使计算出临界故障位置为南昌、鄱余站，并可考虑南昌站安装调相机，以应对南昌站近区三相故障造成直流换相失败的风险，调相机容量大小可根据直流输送容量及交流侧电压获得。具体实例如下：
对于500kV线路N-2故障后失稳的情况，详细分析如下：
（1）南昌-进贤线路N-2故障
雅中直流落点近区交流系统故障会引起逆变侧交流母线电压严重跌落。当直流渗透率（直流功率占负荷的比例）过高，系统动态无功支援能力不足时，直流容易发生连续换相失败甚至双极闭锁，进而引发系统功角失稳问题。以南昌-进贤线路近南昌侧发生三永N-2故障为例，图2表示故障后换流站系统电压变化情况，南昌站电压下降到0.39p.u.以下，近区电压降低无法恢复，超过计算得到的换流母线临界电压降，图3表示换流站近区南昌站位于计算得到的临界故障位置范围内，从而导致雅中直流出现连续换相失败进而闭锁，雅中直流无法正常运行。
（2）措施：加2台调相机
在南昌站加装2台300Mvar的调相机，发生南昌-进贤N-2故障后，江西电网能够保持暂态稳定，系统电压能够恢复至正常范围，雅中直流也能够正常换向，如图4所示，确定无功补偿装置位置、确定容量大小的选取规则以及确定补偿措施能够使原本出现连续换相失败的换流阀保持正常运行，从而保证雅中直流的正常功率输送，维持江西电网频率和电压的稳定。
请参阅图5，其示出了本申请的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置的结构框图。
如图5所示，换流母线临界故障位置计算装置200，包括计算模块210、推导模块220以及替换模块230。
其中，计算模块210，配置为基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 670666DEST_PATH_IMAGE048
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 1153DEST_PATH_IMAGE049
，其中，计算所述等效驱动点阻抗
Figure 42314DEST_PATH_IMAGE048
的表达式为：
Figure 534476DEST_PATH_IMAGE050
，式中，
Figure 307260DEST_PATH_IMAGE051
为故障线路首端的驱动点阻抗，
Figure 864274DEST_PATH_IMAGE052
为故障线路末端的驱动点阻抗，
Figure 570062DEST_PATH_IMAGE006
为故障线路首端至末端的转移阻抗，
Figure 436387DEST_PATH_IMAGE007
为故障线路末端至首端的转移阻抗，
Figure 680155DEST_PATH_IMAGE053
为首末端线路阻抗，
Figure 352445DEST_PATH_IMAGE054
为故障位置与整个线路长度的比例长度；计算所述传递阻抗
Figure 116002DEST_PATH_IMAGE049
的表达式为：
Figure 700698DEST_PATH_IMAGE055
，式中，
Figure 448074DEST_PATH_IMAGE056
为换流母线
Figure 596159DEST_PATH_IMAGE057
和故障线路首端
Figure 528736DEST_PATH_IMAGE058
之间的转移阻抗，
Figure 736863DEST_PATH_IMAGE059
为换流母线m和故障线路末端
Figure 440377DEST_PATH_IMAGE060
之间的转移阻抗；推导模块220，配置为基于所述传递阻抗
Figure 408464DEST_PATH_IMAGE049
与所述等效驱动点阻抗
Figure 943351DEST_PATH_IMAGE048
的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压，其中，计算换流母线m处的剩余相电压的表达式为：
Figure 322379DEST_PATH_IMAGE061
，式中，
Figure 28036DEST_PATH_IMAGE062
为换流母线
Figure 580240DEST_PATH_IMAGE057
处的剩余相电压，
Figure 172896DEST_PATH_IMAGE063
为换流母线
Figure 535875DEST_PATH_IMAGE057
故障前电压，
Figure 745139DEST_PATH_IMAGE064
为换流母线
Figure 115134DEST_PATH_IMAGE057
处电压跌落的幅度，
Figure 827875DEST_PATH_IMAGE065
为故障位置K处的故障前电压；替换模块230，配置为用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
应当理解，图5中记载的诸模块与参考图1中描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作和特征以及相应的技术效果同样适用于图5中的诸模块，在此不再赘述。
在另一些实施例中，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法；
作为一种实施方式，本发明的计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令设置为：
基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 611023DEST_PATH_IMAGE048
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 792737DEST_PATH_IMAGE049
；
基于所述传递阻抗
Figure 624426DEST_PATH_IMAGE049
与所述等效驱动点阻抗
Figure 722832DEST_PATH_IMAGE048
的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压；
用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
计算机可读存储介质可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置的使用所创建的数据等。此外，计算机可读存储介质可以包括高速随机存取存储器，还可以包括存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，计算机可读存储介质可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
图6是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图6所示，该设备包括：一个处理器310以及存储器320。电子设备还可以包括：输入装置330和输出装置340。处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。存储器320为上述的计算机可读存储介质。处理器310通过运行存储在存储器320中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法。输入装置330可接收输入的数字或字符信息，以及产生与直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
上述电子设备可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
作为一种实施方式，上述电子设备应用于直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置中，用于客户端，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够：
基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 129412DEST_PATH_IMAGE048
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 578848DEST_PATH_IMAGE049
；
基于所述传递阻抗
Figure 479808DEST_PATH_IMAGE049
与所述等效驱动点阻抗
Figure 652294DEST_PATH_IMAGE048
的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压；
用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法，其特征在于，包括：
基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 13843DEST_PATH_IMAGE001
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 427507DEST_PATH_IMAGE002
，其中，计算所述等效驱动点阻抗
Figure 842308DEST_PATH_IMAGE001
的表达式为：
Figure 66747DEST_PATH_IMAGE003
，
式中，
Figure 301419DEST_PATH_IMAGE004
为故障线路首端的驱动点阻抗，
Figure 784353DEST_PATH_IMAGE005
为故障线路末端的驱动点阻抗，
Figure 28560DEST_PATH_IMAGE006
为故障线路首端至末端的转移阻抗，
Figure 673168DEST_PATH_IMAGE007
为故障线路末端至首端的转移阻抗，
Figure 395136DEST_PATH_IMAGE008
为首末端线路阻抗，
Figure 901335DEST_PATH_IMAGE009
为故障位置与整个线路长度的比例长度；
计算所述传递阻抗
Figure 25149DEST_PATH_IMAGE002
的表达式为：
Figure 840658DEST_PATH_IMAGE010
，
式中，
Figure 299190DEST_PATH_IMAGE011
为换流母线
Figure 858347DEST_PATH_IMAGE012
和故障线路首端
Figure 836667DEST_PATH_IMAGE013
之间的转移阻抗，
Figure 839390DEST_PATH_IMAGE014
为换流母线m和故障线路末端
Figure 4792DEST_PATH_IMAGE015
之间的转移阻抗；
基于所述传递阻抗
Figure 367640DEST_PATH_IMAGE002
与所述等效驱动点阻抗
Figure 718243DEST_PATH_IMAGE001
的比值，以及换流母线
Figure 875555DEST_PATH_IMAGE012
处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线
Figure 793833DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，其中，计算换流母线
Figure 711104DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压的表达式为：
Figure 398437DEST_PATH_IMAGE016
，
式中，
Figure 992230DEST_PATH_IMAGE017
为换流母线
Figure 647071DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，
Figure 351722DEST_PATH_IMAGE018
为换流母线
Figure 893562DEST_PATH_IMAGE012
故障前电压，
Figure 408988DEST_PATH_IMAGE019
为换流母线
Figure 301857DEST_PATH_IMAGE012
处电压跌落的幅度，
Figure 544620DEST_PATH_IMAGE020
为故障位置K处的故障前电压；
用换流母线上的临界电压降替换换流母线
Figure 458743DEST_PATH_IMAGE012
处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
2.根据权利要求1所述的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法，其特征在于，其中，计算故障位置K处的故障前电压的表达式为:
Figure 394338DEST_PATH_IMAGE021
，
式中，
Figure 525236DEST_PATH_IMAGE022
为故障线路首端故障前电压，
Figure 571689DEST_PATH_IMAGE023
为故障线路末端故障前电压，
Figure 88121DEST_PATH_IMAGE009
为故障位置与整个线路长度的比例长度。
3.根据权利要求1所述的一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算方法，其特征在于，其中，计算换流母线上的临界电压降的表达式为：
Figure 443885DEST_PATH_IMAGE024
，
式中，
Figure 45768DEST_PATH_IMAGE025
为直流运行电流与额定直流电流的比值，
Figure 895912DEST_PATH_IMAGE026
为换向电抗，
Figure 283162DEST_PATH_IMAGE027
为临界熄弧角，
Figure 294980DEST_PATH_IMAGE028
为实际运行熄弧角。
4.一种直流输电系统的换流母线临界故障位置计算装置，包括：
计算模块，配置为基于获取的直流输电系统运行参数，计算等效驱动点阻抗
Figure 649738DEST_PATH_IMAGE001
和换流母线m处与故障位置K处之间的传递阻抗
Figure 290192DEST_PATH_IMAGE002
，其中，计算所述等效驱动点阻抗
Figure 781216DEST_PATH_IMAGE001
的表达式为：
Figure 229515DEST_PATH_IMAGE003
，
式中，
Figure 556722DEST_PATH_IMAGE004
为故障线路首端的驱动点阻抗，
Figure 748669DEST_PATH_IMAGE005
为故障线路末端的驱动点阻抗，
Figure 94200DEST_PATH_IMAGE006
为故障线路首端至末端的转移阻抗，
Figure 962667DEST_PATH_IMAGE007
为故障线路末端至首端的转移阻抗，
Figure 26438DEST_PATH_IMAGE008
为首末端线路阻抗，
Figure 22076DEST_PATH_IMAGE009
为故障位置与整个线路长度的比例长度；
计算所述传递阻抗
Figure 972846DEST_PATH_IMAGE002
的表达式为：
Figure 762947DEST_PATH_IMAGE010
，
式中，
Figure 314014DEST_PATH_IMAGE011
为换流母线
Figure 111680DEST_PATH_IMAGE012
和故障线路首端
Figure 166223DEST_PATH_IMAGE013
之间的转移阻抗，
Figure 392805DEST_PATH_IMAGE014
为换流母线m和故障线路末端
Figure 181901DEST_PATH_IMAGE015
之间的转移阻抗；
推导模块，配置为基于所述传递阻抗
Figure 988183DEST_PATH_IMAGE002
与所述等效驱动点阻抗
Figure 428392DEST_PATH_IMAGE001
的比值，以及换流母线m处的压降，使推导出故障位置K发生三相对称故障时，换流母线m处的剩余相电压，其中，计算换流母线m处的剩余相电压的表达式为：
Figure 809563DEST_PATH_IMAGE016
，
式中，
Figure 335223DEST_PATH_IMAGE017
为换流母线
Figure 210775DEST_PATH_IMAGE012
处的剩余相电压，
Figure 256222DEST_PATH_IMAGE018
为换流母线
Figure 824607DEST_PATH_IMAGE012
故障前电压，
Figure 306404DEST_PATH_IMAGE019
为换流母线
Figure 237844DEST_PATH_IMAGE012
处电压跌落的幅度，
Figure 387066DEST_PATH_IMAGE020
为故障位置K处的故障前电压；
替换模块，配置为用换流母线上的临界电压降替换换流母线m处的电压降，使计算出导致换流失败的三相故障发生的临界故障位置。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至3任一项所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至3任一项所述的方法。
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