[发明专利]一种直流输电工程故障电路自动生成方法

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故障电路自动生成方法。

背景技术

目前我国的高压直流输电系统主要担负着远距离、大容量输电和区域电网互联的重要任务。直流输电系统在遭受雷击、操作、故障或其他原因而产生的过电压后一旦发生设备绝缘击穿事故引起直流系统停运，就有可能造成负荷中心失去大容量的电力供应，进而危及大区电网的稳定运行，后果将十分严重，特别是对于像我国南方电网这样大规模交直流混联系统的破坏将是难以想象的。近年来，随着国内直流输电系统的迅速发展，投入运行的输电线路回数、长度和换流站数量急剧增加，直流线路过电压引起的事故的可能性也越来越高。 因此有效的开展直流工程的过电压分析，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。

在直流工程过电压分析中最主要是要对各种可能故障进行建模和仿真。目前主要采用的电磁暂态仿真软件是PSCAD和ATP，这两款软件都只提供直流工程中最基本的电路元件，对每种故障都需要单独建立模型进行仿真，工作量非常大。

发明内容

为了更好开展直流系统过电压分析绝缘配合工作，降低新建工程故障建模难度和工作量的问题，本发明提出了一种直流输电工程故障电路自动生成方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种直流输电工程故障电路自动生成方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）配置直流工程结构信息和直流工程基本电气参数；

（2）依据直流工程实际接线建立相应的电路模板文件，主要包括设备配置电路文件即一次回路主电路接线图以及关键位置的开关器件、直流开关场配置电路、避雷器配置电路；

（3）在设备配置电路中加入二次回路电路，二次回路电路包括控制和保护电路模块；

（4）对应各种电路故障来改变设备配置电路文件中的开关器件，并将相应的控制和保护电路，以及直流开关场配置文件和避雷器配置电路通过链接文件以及关联ID号连接起来，形成各种故障配置文件，最后自动生成故障电路。

前述的一种直流输电工程故障电路自动生成方法，其特征在于：所述步骤（1）中包括以下步骤：

1.1）根据用户配置，获取直流工程结构信息，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杆塔类型；

1.2）根据用户配置，获取直流工程电气信息，包括系统额定功率、额定电压、额定电流、线路长度、整流器额定触发角、逆变器额定关断角、直流线路最高运行电压、直流线路最高运行电流。

前述的一种直流输电工程故障电路自动生成方法，其特征在于：所述步骤（2）中包括以下步骤：

2.1）建立设备配置电路文件，包括一次回路的送端交流源模块、送端换流站模块、输电线路模块、受端换流站模块、受端交流源模块；

2.2）建立直流开关场配置电路，按照实际的直流工程主接线在整流侧和逆变侧建立开关器件；

2.3）建立避雷器配置电路，对照实际工程的换流器接线和电压等级挂上对应的避雷器。

前述的一种直流输电工程故障电路自动生成方法，其特征在于：所述步骤（3）中包括以下步骤：

3.1）在设备配置电路中即第一层电路中加入控制和保护模块，使得每种不同的故障对应每种不同的控制和保护；

3.2）对每个电路模板文件以及保护和控制电路，标上一定的链接文件名和关联ID号。

5、根据权利要求4所述的一种直流输电工程故障电路自动生成方法，其特征在于：所述步骤（4）中包括以下步骤：

4.1）首先对该工程的接线方式选择相应的智能开关的运行状态，有三种接线方式，包括单极大地回线、单极金属回线、双极运行方式，这三种接线方式设置在直流开关场、负极送端换流站模块和负极受端换流站模块；

4.2）以上三种运行方式对应的故障形式包括整流侧接地极线开路、逆变侧接地极线开路、送端换流侧Y线圈侧套管短路、受端换流侧Y线圈阀侧套管短路、逆变侧阀连续换相失败、逆变侧闭锁旁通对未解锁、整流侧阀顶短路、逆变侧阀顶短路；每种故障形式对应不同的开关状态，同时与之相对应的保护为接地极线短路保护、换流侧差动保护、换相失败保护、直流过电压保护、极母线差动保护，分别给这些开关和保护模块赋予不同的ID号；

4.3）根据不同故障配置不同的避雷器方案，具体避雷器参数可以参照实际工程运行的伏安特性曲线；