[发明专利]一种交直流混联系统不对称故障分析方法

权利要求书

1.一种交直流混联系统不对称故障分析方法，包括以下步骤：

步骤1：采用序分量法和阻抗模拟法对交流系统故障建模，根据交流网络支路的阻抗信息，采用序分量法对非故障部分建立三序节点导纳阵，并进行戴维南等值；采用阻抗模拟法模拟故障部分的等值序阻抗，联立非故障部分和故障部分，形成交流系统故障的等值阻抗模型；

直流系统等值为正负序阻抗，将其作为故障模型的未知变量，修正等值阻抗模型；将换流母线的三相电压作为故障模型的输出；

将交流系统故障模型表示成函数的形式，即：

(U_{a_re},U_{a_im},U_{b_re},U_{b_im},U_{c_re},U_{c_im})＝g(Z_{1_re},Z_{1_im},Z_{2_re},Z_{2_im})    (1)

其中，Z_{1_re},Z_{1_im},Z_{2_re},Z_{2_im}分别为直流系统等值正序阻抗的实部和虚部、等值负序阻抗的实部和虚部；U_{a_re},U_{a_im},U_{b_re},U_{b_im},U_{c_re},U_{c_im}为换流母线ABC相电压的实部和虚部；

步骤2：根据直流系统不对称运行状况建模，包括：

建立换流器模型，由换流母线的三相交流电压及触发角、直流电流的直流分量计算直流电压直流分量和二次谐波分量；

建立控制系统模型，由直流电压直流分量计算直流电流的直流分量和触发角；

建立直流线路模型，由直流电压的二次谐波分量计算直流电流的二次谐波分量；再由直流电流的直流分量和二次谐波分量根据换流器模型计算换流母线注入电流；最后由换流母线电压和注入电流计算得到直流等值正负序阻抗，直流系统不对称运行状况模型以函数的形式表述为：

(α,I_d,Z_{1_re},Z_{1_im},Z_{2_re},Z_{2_im})＝f(U_{a_re},U_{a_im},U_{b_re},U_{b_im},U_{c_re},U_{c_im},α,I_d)    (2)

其中，α为整流侧或逆变侧的触发角；I_d为直流电流的直流分量；Z_{1_re},Z_{1_im},Z_{2_re},Z_{2_im}分别为直流系统等值正序阻抗的实部和虚部、等值负序阻抗的实部和虚部；U_{a_re},U_{a_im},U_{b_re},U_{b_im},U_{c_re},U_{c_im}为换流母线三相电压的实部和虚部；

步骤3：联立步骤1建立的交流系统故障模型和步骤2建立的直流系统不对称运行状况模型，采用弦截法对模型求解，获取最终结果。

2.根据权利要求1所述的故障分析方法，其中对于步骤1中交流系统故障建模过程如下：

采用序分量法，在故障点处将故障后网络分为两部分：一部分是故障端口向系统内看进去的网络，将该部分建立三序节点导纳阵，并采用戴维南定理等值为电流源并联阻抗的形式；另一部分是故障端口向故障电路看进去的网络，将该部分采用阻抗模拟方式模拟各种不对称故障下的三序等值阻抗；将所述两部分的等值阻抗并联处理，得到交流系统故障时的等值阻抗模型Y，同时计算得到故障端口的故障电流利用注入电流与节点电压的关系方程求得各节点电压故障分量则故障系统的节点电压其中，为故障前各节点电压；

将直流系统在交流不对称故障时等值为正负序阻抗追加进交流网络，继而根据上述故障分析方法计算各节点和支路的电气特性以及换流母线所在的节点电压值。

3.根据权利要求1所述的故障分析方法，其中对于步骤2中的直流系统不对称状况建模包括：直流系统换流器建模、直流控制系统建模和直流输电线路建模。