[发明专利]一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法

权利要求书

1.一种模块化多电平直流输电系统的参数优化配置方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

步骤A：根据用户需求确定换流器额定容量，再根据IGBT开关器件的电流容量确定直流电压；

步骤B：设定联结变压器漏抗和桥臂电抗初始值；

步骤C：根据换流器目标功率运行区间、直流电压和换流站等值电抗确定联结变压器阀侧额定电压；

步骤D：根据换流器额定容量、联结变压器阀侧电压和直流电压计算通过换流器的稳态额定电流，校核稳态额定电流是否超过开关器件的通流能力上限，如果超过，则返回步骤A；

步骤E：从抑制子模块稳态电压波动和暂态电压波动，满足直流输电系统有功功率调节动态响应时间要求三个方面计算子模块电容值；

步骤F：从抑制桥臂谐波电流，避免换流器站内以及站间谐振，满足电流跟踪速度，满足功率传输能力的约束四个方面校核桥臂电抗值是否合理，如果不合理，则返回步骤B，如果四个条件不能全部满足，则考虑首要满足功率传输能力和避免站内以及站间谐振；

步骤G：计算换流站直流出口双极短路电流，对于子模块中的二极管，该电流相当于三相短路电流，与换流站等值电抗及交流系统等值短路阻抗成反比，校验保护动作前该电流不超过子模块耐受上限，如果不满足，则在步骤E计算出的桥臂电抗的允许范围内增大桥臂电抗值重新校验，如果仍不满足，则增加限流电抗；

步骤H：利用桥臂电感值、子模块电容值和桥臂电流值计算直流双极短路时电流上升至过流保护定值的时间，校核该时间是否能躲过直流断路器的动作时间，如果不满足，则在步骤E计算出的桥臂电抗的允许范围内增大桥臂电抗值重新校验。

2.如权利要求1所述的参数优化配置方法，其特征在于，所述步骤A中，确定直流电压如下式所示：

其中：P_n为额定直流功率，Q_n为根据直流输电系统分析得到的换流器需要具备的最大无功调节能力，U_dc为直流电压，S_n为换流器额定容量，I_IGBT为IGBT开关器件通流能力。

3.如权利要求1所述的参数优化配置方法，其特征在于，所述步骤B中，联结变压器漏抗和桥臂电抗初始值取标幺值，以换流器容量和联结变压器阀侧额定电压为基准；联结变压器漏抗取0.1～0.2pu，换流器等值电抗取0.1～0.2pu；换流器等值电抗为桥臂电抗的一半。

4.如权利要求1所述的参数优化配置方法，其特征在于，所述步骤C中：

1)确定联结变压器阀侧额定电压是针对无损系统得出，包括：

(a)仅要求换流站具备吸收感性无功功率的能力，联结变压器阀侧额定电压取值如下式所示：

其中：U_v是联结变压器阀侧额定电压；U_dc是直流电压；μ是直流电压利用率，定义为换流器输出的最大线电压峰值与直流电压的比值；M是调制比，X^*是换流站等值电抗标幺值，即联结变压器漏抗与换流器等值电抗之和；k_u是电压系数，表征交流系统电压的变化；k_i是电流系数，表征换流阀的通流裕度；取k_u∈(0.85,1.15)，k_i∈(1,1.2)；M_max、M_min分别为调制比的最大值和最小值；

(b)仅保证换流站具有发出感性无功功率的能力，联结变压器阀侧额定电压取值如下式所示：

(c)保证换流站有满额的无功功率调节能力，联结变压器阀侧额定电压满足下式：

2)确定联结变压器阀侧额定电压针对有损系统得出，包括：

(a)仅保证换流站具有吸收感性无功功率的能力，联结变压器阀侧额定电压取值如下式所示：

其中：R^*为换流站等值电阻标幺值；

(b)仅保证换流站具有的发出感性无功功率的能力，联结变压器阀侧额定电压取值为：

(c)保证换流站有满额的无功功率调节能力，联结变压器阀侧额定电压满足下式：