[发明专利]一种高压直流输电系统简化建模方法在审

专利信息
申请号: 201710511743.9 申请日: 2017-06-29
公开(公告)号: CN107370174A 公开(公告)日: 2017-11-21
发明(设计)人: 陈堃;肖繁;周友斌;夏勇军;张侃君;胡伟;文博;金扬;王婷 申请(专利权)人: 国家电网公司;国网湖北省电力公司电力科学研究院
主分类号: H02J3/36 分类号: H02J3/36;G06F17/50
代理公司: 武汉楚天专利事务所42113 代理人: 孔敏
地址: 100031 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 高压 直流 输电 系统 简化 建模 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及仿真建模领域,具体是一种高压直流输电系统简化建模方法。

背景技术

近年来,高压直流输电技术在世界范围内被广泛应用,尤其在我国,大量的长距离、大功率高压直流输电工程被规划、新建、投运。高压输电技术高速发展、广泛应用的同时,也对高压直流输电系统的仿真建模技术提出了更高的要求。

目前,高压直流输电系统的建模方法众多,其中主流的机电暂态建模方法存在仿真精度不足的问题,高仿真精度的电磁暂态建模方法则建模过于复杂且仿真效率低下。而将高压直流输电控制保护系统源程序集成到仿真模型的建模方法,虽然能够兼顾仿真精度和效率,但由于目前世界范围内尚未形成高压直流输电工程标准化设计体系,其无法应用于不同高压直流输电工程。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高压直流输电系统建模的简化方法,实现了对高压直流输电系统仿真建模的有效简化,大幅提高了目前高压直流输电系统仿真模型的灵活性和适应性,本发明同样适用于特高压直流输电系统建模。

本发明的目的是以下技术方案实现的:

一种高压直流输电系统简化建模方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一、根据建模目标进行高压直流输电一次系统1:1建模,高压直流输电一次系统1:1建模内容包括高压直流输电系统主要一次设备:交流电网等效电源、换流变压器、换流器、交直流滤波器、平波电抗器、接地极、冲击电容器、关键断路器、直流线路、极母线、中性母线;

步骤二、以换流器触发角控制单元(CFC)为核心,构建高压直流输电控制系统简化模型;

步骤三、根据实际仿真分析需求及建模平台边界,确定高压直流输电保护系统的建模范围,构建高压直流输电保护系统简化模型;

步骤四、将高压直流输电一次系统模型与步骤二得到的高压直流输电控制系统简化模型和步骤三得到的高压直流输电保护系统简化模型进行联调,采用比对故障录波方式修正模型。

进一步的,所述步骤二中模型构建方式采用自定义方式,即完全采用建模平台自带自定义模块;

以CFC为核心,即搭建CFC及其周边控制模块,简化高压直流输电控制系统中加强电子设备可靠性而不会真正影响到直流输电控制系统仿真模型动态响应特性的功能,CFC及其周边控制模块包括:最大alpha角控制功能AMAX、gamma0启动功能GAMM0START、整流侧alpha角限制功能RAML、电压和alpha角参考值计算功能VARC、交流电压幅值计算功能UACCALC、电流放大器限制值选取功能CCALIM、电压放大器功能VCAREG、电流放大器功能CCA、换相失败预测功能CFPREV、低压限流功能VDCOL、极功率控制功能PPC、再启动功能RL。

进一步的,所述步骤三中模型构建方式采用自定义方式,即完全采用建模平台自带自定义模块;

根据实际仿真分析需求及建模平台边界,确定高压直流输电保护系统的建模范围,即搭建高压直流输电保护系统主要功能模块,主要包括:阀短路保护、换流器差动保护、换相失败保护、直流极母线差动保护、直流线路纵差保护、直流线路行波保护、直流谐波保护,并根据实际仿真分析需求,对以上各保护功能模块进行针对性的保留,以达到简化高压直流输电保护系统建模的目的。

本发明实现了对高压直流输电系统仿真建模的有效简化,大幅提高了目前高压直流输电系统仿真模型的灵活性和适应性。本发明同样适用于特高压直流输电系统的建模。

附图说明

图1为本发明高压直流输电系统简化结构示意图;

图2为本发明高压直流输电控制系统简化结构示意图;

图3为本发明CFC及其周边功能模块控制逻辑框图;

图4为本发明高压直流输电保护系统保护分区示意图;

图5为直流线路电压、电流的仿真波形和实际故障录波波形;

图6为整流站触发角指令的仿真波形和实际故障录波波形。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供一种高压直流输电系统简化建模方法,包括如下步骤:

步骤一、根据建模目标进行高压直流输电一次系统1:1建模。

高压直流输电一次系统采用1:1方式建模,包括:交流电网等效电源、换流变压器、换流器、交直流滤波器、平波电抗器、接地极、冲击电容器、关键断路器、直流线路、极母线、中性母线等重要一次设备的模型。

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