[发明专利]一种评估无功补偿装置抑制LCC-HVDC系统换相失败效果的方法

说明书

本发明公开了一种评估无功补偿装置抑制LCC‑HVDC系统换相失败效果的方法，首先在直流逆变器所联交流母线处用故障电感模拟交流故障，设定投入故障的开始时刻和持续时间；在不投入无功补偿装置的前提下，获得换相失败概率；在投入无功补偿装置的前提下，获得换相失败概率；以故障电感值为横坐标，换相失败概率为纵坐标，获得换相失败概率随故障电感变化的曲线图；根据所得到的曲线图获得换相失败概率面积比；根据换相失败概率面积比来直观评估无功补偿装置抑制LCC‑HVDC系统换相失败的效果。上述方法可以更加直观的评估无功补偿装置对LCC‑HVDC系统换相失败的抑制作用效果，从而能够应用于实际工程试验中。

技术领域

本发明涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种评估无功补偿装置抑制LCC-HVDC系统换相失败效果的方法。

背景技术

基于电网换相换流器的高压直流输电(Line Commutated Converter HighVoltage Direct Current，LCC-HVDC)系统具有传输功率大、传输功率快速可控和运行成本低的优点，因此在“西电东送、全国联网”工程中得到了广泛应用。但由于LCC-HVDC系统的换流器采用无自关断能力的晶闸管作为换流元件，一方面其正常工作需要一定强度的交流系统提供换相电压；另一方面，基于晶闸管的换流器需要消耗大量无功功率，而且母线电压降低，就地补偿无功的电容器等静态无功补偿装置会减少无功出力，因此一旦交流系统较弱或者发生交流故障，LCC-HVDC系统逆变器就容易发生换相失败。

目前已有的评估LCC-HVDC系统对换相失败免疫能力的指标主要为换相失败免疫指标和换相失败概率指标，这两个指标虽然在一定程度上可以描述无功补偿装置对LCC-HVDC系统换相失败的抑制作用效果，但实际工程中操作人员难以理解，评估过程不够直观。

发明内容

本发明的目的是提供一种评估无功补偿装置抑制LCC-HVDC系统换相失败效果的方法，该方法可以更加直观的评估无功补偿装置对LCC-HVDC系统换相失败的抑制作用效果，从而能够应用于实际工程试验中。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种评估无功补偿装置抑制LCC-HVDC系统换相失败效果的方法，所述方法包括：

步骤1、在直流逆变器所联交流母线处用故障电感模拟交流故障，设定投入故障的开始时刻和持续时间；

步骤2、在不投入无功补偿装置的前提下，获得不同故障电感L下LCC-HVDC系统的换相失败概率；其中，将LCC-HVDC系统换相失败概率为0％的故障电感值设定为L_{no_comp}；

步骤3、在投入无功补偿装置的前提下，获得不同故障电感L下LCC-HVDC系统的换相失败概率；其中，将LCC-HVDC系统换相失败概率为100％的故障电感值设定为L_comp；

步骤4、然后以故障电感值为横坐标，换相失败概率为纵坐标，获得不投入无功补偿装置和投入无功补偿装置对应的换相失败概率随故障电感变化的曲线图；

步骤5、根据所得到的曲线图，获得不投入无功补偿装置时的换相失败概率面积和投入无功补偿装置时的换相失败概率面积，并由此获得换相失败概率面积比；

步骤6、根据所得到的换相失败概率面积比来直观评估无功补偿装置抑制LCC-HVDC系统换相失败的效果。

在步骤2和3中，所述换相失败概率按如下方式获得：

将一个工频周期等分为N个时刻，在不同时刻投入同一故障，统计周期内换相失败次数N_CF，再按下式计算换相失败概率：