[发明专利]一种故障迁移方法和故障对HVDC换相失败影响的分析方法

说明书

本发明公开了一种故障迁移方法和故障对HVDC换相失败影响的分析方法，所述故障迁移方法包括将交流电网中的故障通过确定迁移后故障的接地电抗值的方式迁移到高压直流输电系统的换流母线上。所述分析方法包括将交流电网进行戴维南等值得到简化后高压直流输电系统；根据简化后高压直流输电系统建立电磁暂态仿真模型；利用故障迁移方法将交流网中的故障迁移到简化后的高压直流输电系统的换流母线上；在简化后的高压直流输电系统的电磁暂态仿真模型的换流母线上施加迁移故障；通过电磁暂态仿真模型进行电磁暂态仿真得到故障对高压直流输电系统换相失败的影响。本发明能够提高分析交流电网中大量不同故障对HVDC换相失败影响的效率和精度。

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别是涉及一种故障迁移方法和故障对HVDC换相失败影响的分析方法。

背景技术

近年来，高压直流输电系统(high-voltage direct current，HVDC)在电力系统中得到了大规模应用。在一个高压直流输电系统中，电能从三相交流电网(送端电网)的一点导出，在换流站转换成直流，通过架空线或电缆传送到接受点；直流在另一侧换流站转化成交流后，再进入接收方的三相交流电网(受端电网)。因此换流站是HVDC的关键设备，它的动态响应速度为微秒级，需要电磁暂态仿真技术才能准确、详细地模拟其受到大扰动后的电磁暂态过程，从而准确分析故障对HVDC换相失败的影响。然而，电磁暂态仿真技术受到速度和规模的限制，难以对全系统进行仿真。即便采用并行处理技术，当仿真规模变大时，受到并行处理期间的通信、数据交换及模型算法等因素的影响，对全系统进行电磁暂态仿真容易出现数值不稳定的现象。

目前分析故障对HVDC换相失败影响的方法包括电力系统动态等值方法。和机电-电磁混合暂态仿真方法。电力系统动态等值方法是保留HVDC的详细电磁暂态仿真模型，利用动态等值技术简化交流系统，然后建立简化后的交直流混联电力系统的电磁暂态仿真模型，利用电磁暂态仿真技术分析故障对HVDC换相失败的影响。该电力系统动态等值方法只能考虑交流电网中几个特定位置故障对HVDC换相失败的影响，处理能力有限，且存在难以避免的误差。机电-电磁混合暂态仿真方法是对直流及与直流密切相关部分用电磁暂态方法进行仿真，其余极大部分采用机电暂态方法进行仿真，两种仿真方式在合适的时刻通过接口交换计算结果。利用机电-电磁混合暂态仿真方法分析故障对换相失败的影响时，需要搭建大规模交直流电网的机电-电磁暂态混合仿真模型，计算成本高、计算效率低；机电-电磁混合暂态仿真方法存在准确性方面的缺陷——(i)机电侧的计算只涵盖基波分量，无法刻画出扰动导致的快速变化的非周期及谐波分量对电磁侧的影响。虽然一些学者提出的机电侧频率相关等值(frequency dependent network equivalent，FDNE)方法可以提高仿真精度。但是FDNE方法除本身参数的拟合计算外，还需要进行无源性校验，因此极大地增加了工作量，降低了混合仿真的效率。(ii)目前都将电磁侧非基波分量作为无关量过滤掉，这进一步降低了混合仿真的精度。(iii)机电仿真和电磁仿真间接口的位置、交互时序的选择等都将影响混合仿真的精度。

综上，现有技术中故障对HVDC换相失败影响的分析方法都存在效率低和精度差的问题，本领域技术人员亟需改进故障对HVDC换相失败影响的分析方法来提高效率和精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种故障迁移方法以及利用该故障迁移方法分析故障对HVDC换相失败影响的方法，以提高分析交流电网中大量不同故障对HVDC换相失败影响的效率和精度。

为实现上述目的，本发明提供了一种故障迁移方法，所述故障迁移方法包括将交流电网中的故障通过确定迁移后故障的接地电抗值的方式迁移到高压直流输电系统的换流母线上。

可选的，所述将交流电网中的故障通过确定迁移后故障的接地电抗值的方式迁移到高压直流输电系统的换流母线上，具体包括：