[发明专利]基于旋转相量法的直流输电整流逆变换相情况的等效直流发电机分析方法

说明书

本发明公开了一种基于旋转相量法的直流输电整流逆变换相情况的等效直流发电机分析方法，包括以下几个步骤：(1)将直流发电机转子电量等效直流输电系统交流侧电量，以直流发电机输出电量等效直流输电系统直流侧电量，建立直流输电系统换流情况的等效直流电机模型；(2)在等效直流电机模型的基础上，利用旋转相量法，分析直流输电系统换流器工作状态；(3)根据换流器工作状态，合成相关电气量的旋转相量，分析直流输电系统运行特性。本发明旋转相量角度位置明确，可直观判断阀导通情况，且对于直流侧电量变化趋势的分析，只需确定该电气量对应的向量，向量在竖直轴方向的投影即为该电气量对应角度下的幅值，进而能直观的得出直流侧电量波形。

技术领域

本发明涉及一种基于旋转相量法的直流输电整流逆变换相情况的等效直流发电机分析方法，可用于换流器工作状态和直流输电系统运行特性分析，属于特高压直流输电技术领域。

背景技术

2014年国家发改委公布了《能源行业加强大气污染防治工作方案》，其中提及采用“安全、高效、经济先进输电技术”，“规划建设12条电力外送通道”。这12条通道中包含5条直流特高压。高压直流输电在经济性、运行稳定性、非同步联网、控制灵活方面具有显著优势。未来数十年高压直流输电将在全国迅速建设和发展，其发展速度之快和输电规模之大意味着高压输电技术对电网的安全稳定发展具有重要意义。现阶段特高压直流电网建设在我国尚处于起步阶段，运行经验特别是故障分析经验较少，此时高压直流输电运行特性分析能力对技术和人才的储备尤其重要。

目前高压直流输电运行特性分析普遍采用直轴坐标。画出三相交流波形，结合触发脉冲判断换流器的工作情况，在此基础上通过截取、叠加，表现直流系统相关波形。直流坐标能够清晰地反映电气量变化趋势，但是作为分析方法他有明显的缺点：首先判断阀导通情况方法复杂、难以理解，仅仅对于一个三相全桥电路，需要结合六个触发脉冲及三相波形进行分析；并且截取、叠加等得到波形的方法比较复杂，分析时容易出错。高压直流输电运行特性的分析理解成为高压直流输电领域的难点。因此，高压直流输电运行特性分析方法的创新对提高特高压安全稳定运行运维水平、加强特高压故障分析能力和技术支撑能力具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于旋转相量法的直流输电整流逆变换相情况的等效直流发电机分析方法，能够直观判断阀导通情况，且能够直观的得出直流侧电量波形。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的基于旋转相量法的直流输电整流逆变换相情况的等效直流发电机分析方法，包括以下几个步骤：(1)将直流发电机转子电量等效直流输电系统交流侧电量，以直流发电机输出电量等效直流输电系统直流侧电量，建立直流输电系统换流情况的等效直流电机模型；(2)在所述等效直流电机模型的基础上，利用旋转相量法，分析直流输电系统换流器工作状态；(3)根据所述直流输电系统换流器工作状态，合成相关电气量的旋转相量，分析直流输电系统运行特性。

步骤(1)中，所述等效直流电机模型的建立方法如下：在转子外端设置与转子同轴旋转的内圆环及外圆环，将所述外圆环与正极电刷相连接，将所述内圆环与负极电刷相连接；在所述外圆环上标记共阴极阀组，在所述内圆环上标记共阳极阀组，并分别以所述正极电刷和负极电刷的位置标记共阴极阀组和共阳极阀组的触发角度；其中，所述共阴极阀组包括第一换流阀、第三换流阀和第五换流阀，所述共阳极阀组包括第二换流阀、第四换流阀和第六换流阀，每个阀所占区域为120°，区域间以黑色实线分割。

当所述共阴极阀组和共阳极阀组的触发角度为0°位置时，两电刷分别位于y轴正方向和y轴负方向，沿圆周逆时针旋转角度增大。

步骤(2)中，所述直流输电系统换流器工作状态的分析方法如下：