[发明专利]直流输电工程网络拓扑自动建模方法

说明书

技术领域

本发明属于高压直流输电系统分析领域，具体涉及一种直流输电工程网络拓扑自动建模方法。

背景技术

我国电网正处于高速发展时期，目前已经进入从大区性电网向全国性互联电网过渡的阶段，随着高压直流输电技术在我国的广泛应用和西部大开发战略中各项西电东送工程、全国联网工程的实施，直流输电技术将在西电东送和全国联网中起着主导作用。与此同时，直流工程电压等级逐渐由500kV向800kV提高，甚至有往更高电压等级发展的趋势，直流运行方式逐渐从单回向双回发展，直流输电系统结构越来越复杂，将带来一系列技术和安全上的问题，比如直流系统故障更加复杂，故障带来的损失和系统问题更为严重等。因此有效的开展直流换流站的过电压分析，合理的开展绝缘配合设计成为工程面临的重大技术挑战之一。

在系统过电压分析中不仅涉及直流系统建模及电磁暂态模拟计算，关键还涉及到设备的合理等效。因此电力系统分析是一项专业性很强的工作，需要设计人员有坚实的专业基础。特别是在高压直流系统中为数众多的设备、复杂的系统接线、多种运行方式、灵活的控制系统都给其过电压分析带来了更大的难度。

目前通用的电磁暂态分析软件主要为PSCAD(Power Systems Computer Aided Design，加拿大马尼托巴高压直流研究中心推出的一款商业软件)和电磁暂态仿真软件ATP(The Alternative Transients Program，雏形由美国能源部邦维尔电力局(BPA)主导开发的一款全球免费软件)。由于该两款软件都只提供的最基本的电路元件，针对直流工程网络拓扑进行建模，使用者首先需要特别熟悉系统元件库和直流输电特性，同时对直流工程设备进行合理的等效建模，其次还需要将繁杂的工程数据转化成相应的电路元件参数，工作量非常大。同时当工程接线越复杂，建模的工作量就越大，越容易出错。

因此，为了更好的指导使用者开展直流系统过电压分析，降低新建工程网络拓扑等效难度及建模的工作量，本发明提出了一种直流输电工程网络拓扑自动建模方法。

发明内容

本发明提供一种直流工程网络拓扑自动建模方法，目的在于简化直流工程网络拓扑等效和建模的工作量，提高直流工程建模效率。

一种直流工程网络拓扑自动建模方法，预置有直流工程结构模块、子接线图模板、电路图、设备模型、电路元件模型库和公共阀片文件库，并建立直流工程结构模块与子接线图模板、子接线图模板与电路图之间的对应关系，该方法包括以下步骤：

(1)配置直流工程结构信息和直流工程基本电气参数；

(2)依据直流工程结构信息加载预置的直流工程模块，生成直流工程主接线原理图；

(3)将直流工程主接线原理图关联到其对应的预置子接线图模板，加载该子接线图模板以及其涉及的设备模型，根据外部输入的设备配置参数从电路元件模型库中选择该设备模型对应的电路元件，进而生成包含子接线图模板、设备模型和电路元件信息的直流工程设备信息文件；将该子接线图模板关联到其对应的预置电路图；

(4)依据直流工程主接线原理图进行避雷器参数和位置配置，从预置的公共阀片文件库中提取配置的避雷器所对应的阀片文件，依据直流工程基本电气参数和避雷器参数计算配置的避雷器的参考电压U_ref，依据避雷器参考电压值U_ref和提取的阀片文件生成避雷器伏安文件，进而生成包含避雷器位置和避雷器伏安文件信息的避雷器方案配置信息文件；

(5)以直流工程主接线原理图为建模模板，结合直流工程设备信息文件和避雷器方案配置信息文件，完成具有避雷器配置方案的直流工程网络拓扑建模，进而根据直流工程网络拓扑建模结果和步骤(3)关联得到的预置电路图生成直流工程网络拓扑等效电路图。

进一步地，所述直流工程模块包括送端交流源模块、送端换流站模块、输电线路模块、受端换流站模块和受端交流源模块。

进一步地，所述直流工程结构信息包括直流工程运行方式、输电方式、换流器接线形式、直流线路及接地极线路杆塔类型。