[发明专利]一种直流电流变化的临界多馈入交互作用因子的计算方法及系统

权利要求书

1.一种直流电流变化的临界多馈入交互作用因子的计算方法，所述方法包括：

确定待测的多馈入交直流系统，获取所述多馈入交直流系统网络及网络参数、元件模型及模型参数，生成潮流计算数据；

利用潮流计算法对所述潮流计算数据进行计算，获得所述多馈入直流系统的运行参数；

基于所述多馈入直流系统的运行参数，计算逆变站间的考虑直流电流变化的临界多馈入交互作用因子，包括：

所述多馈入直流系统中，设含有m回直流，第j回直流逆变侧熄弧角的计算公式为：

上式中：I_dj为第j回直流电流；X_Lj为第j回直流换相电抗；U_Lj为第j回直流逆变侧换流母线线电压有效值；β_j为第j回直流超前触发角；n_j为第j回直流换流变压器的变比；

假设t时刻，第i回直流逆变侧换流母线处发生三相金属性短路故障，则故障瞬间换流母线i处的电压U_Lj＝0，逆变站i发生换相失败；

设第j回直流逆变侧换流母线线电压变为U′_Lj，直流电流变为I_dj′；由于定熄弧角控制包含积分环节，β_j不会突然发生大的变化，并且由于故障发生在逆变侧，从整流侧交流系统传输至直流系统的功率在短时间内不变，有：

由换流母线线电压与直流电压的关系：

考虑直流电流的变化，设故障后第j回直流逆变侧熄弧角变为γ′_j，联立公式(1)～(3)推导出：

多馈入交互作用因子MIIF为CIGRE WG B4工作组提出的用于衡量多馈入直流输电系统中换流站间相互作用强弱的指标；

多馈入交互作用因子M_IIFji定义为：当换流母线i投入对称三相电抗器，使得该母线上的电压下降1％时，换流母线j的电压变化率为：

式中U_i0为投入电抗器前的换流母线i电压，ΔU为投入电抗器后的换流母线j的电压变化量；

根据多馈入交互作用因子的定义，得第i回直流逆变侧换流母线处发生三相金属性短路故障瞬间，换流母线j处的电压跌落：

上式中U_LiN、U_LjN分别为第i、j回直流逆变侧换流母线线电压的额定值；则故障瞬间换流母线j的电压为：

将式(7)代入式(4)中，得到：

多回直流换相失败的本质是逆变器熄弧角小于阀固有极限熄弧角，而阀固有极限熄弧角是换流阀完成载流子复合、恢复阻断能力的时间所对应的关断角；

换流阀由晶闸管串联组成，晶闸管阀的去游离恢复时间为400μs，取阀固有极限熄弧角为7°，即当直流逆变器熄弧角γ≤7°时，则认为该直流发生换相失败；

当γ′_j＝7°时，得到临界多馈入交互作用因子CMIIF_ji为：

2.一种直流电流变化的临界多馈入交互作用因子的计算系统，所述系统包括：

确定单元，用于确定待测的多馈入交直流系统，获取所述多馈入交直流系统网络及网络参数、元件模型及模型参数，生成潮流计算数据；

第一计算单元，用于利用潮流计算法对所述潮流计算数据进行计算，获得所述多馈入直流系统的运行参数；

第二计算单元，用于基于所述多馈入直流系统的运行参数，计算逆变站间的考虑直流电流变化的临界多馈入交互作用因子，包括：

所述多馈入直流系统中，设含有m回直流，第j回直流逆变侧熄弧角的计算公式为：

上式中：I_dj为第j回直流直流电流；X_Lj为第j回直流换相电抗；U_Lj为第j回直流逆变侧换流母线线电压有效值；β_j为第j回直流超前触发角；n_j为第j回直流换流变压器的变比；

假设t时刻，第i回直流逆变侧换流母线处发生三相金属性短路故障，则故障瞬间换流母线i处的电压U_Lj＝0，逆变站i发生换相失败；

设第j回直流逆变侧换流母线线电压变为U′_Lj，直流电流变为I_dj′；由于定熄弧角控制包含积分环节，β_j不会突然发生大的变化，并且由于故障发生在逆变侧，从整流侧交流系统传输至直流系统的功率在短时间内不变，有：

由换流母线线电压与直流电压的关系：

考虑直流电流的变化，设故障后第j回直流逆变侧熄弧角变为γ′_j，联立公式(1)～(3)推导出：

多馈入交互作用因子MIIF为CIGRE WG B4工作组提出的用于衡量多馈入直流输电系统中换流站间相互作用强弱的指标；

多馈入交互作用因子M_IIFji定义为：当换流母线i投入对称三相电抗器，使得该母线上的电压下降1％时，换流母线j的电压变化率为：

式中U_i0为投入电抗器前的换流母线i电压，ΔU为投入电抗器后的换流母线j的电压变化量；

根据多馈入交互作用因子的定义，得第i回直流逆变侧换流母线处发生三相金属性短路故障瞬间，换流母线j处的电压跌落：

上式中U_LiN、U_LjN分别为第i、j回直流逆变侧换流母线线电压的额定值；则故障瞬间换流母线j的电压为：

将式(7)代入式(4)中，得到：

多回直流换相失败的本质是逆变器熄弧角小于阀固有极限熄弧角，而阀固有极限熄弧角是换流阀完成载流子复合、恢复阻断能力的时间所对应的关断角；

换流阀由晶闸管串联组成，晶闸管阀的去游离恢复时间为400μs，取阀固有极限熄弧角为7°，即当直流逆变器熄弧角γ≤7°时，则认为该直流发生换相失败；

当γ′_j＝7°时，得到临界多馈入交互作用因子CMIIF_ji为：