[发明专利]一种确定柔性直流电网在双极短路下故障切除时间的方法

权利要求书

1.一种确定柔性直流电网在双极短路下故障切除时间的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据故障瞬间直流电压和线路电流的初始值得到故障初期电压和电流的瞬时值；

根据故障初期电压和电流的瞬时值分别计算故障电流的积累电量和母线电压充放电导致电容器所带电荷的变化量；

根据系统在稳态运行点处电容器所带的电荷量和系统在极限运行点处电容器所带的电荷量，计算故障期间电容器所带电荷的最大变化量；

根据故障后直流侧电容器所带电荷量与母线电压充放电的关系，提出“等电量原则”，根据“等电量原则”，当故障电流的积累电量等于故障期间电容器所带电荷的最大变化量时，直流电压运行点已跌落至极限电压点，得到系统在双极短路故障下的故障切除时间。

2.根据权利要求1所述的确定柔性直流电网在双极短路下故障切除时间的方法，其特征在于，所述根据故障瞬间直流电压和线路电流的初始值得到故障初期电压和电流的瞬时值，具体包括：

根据直流电容的放电方程求解上述二阶微分方程得到一对共轭复根为：

其中

根据故障瞬间直流电压和线路电流的初始值得到故障初期电压和电流的瞬时值为：

其中

式中，A、β和θ为故障初期电压和电流瞬时表达式中的常参数，σ和w'为直流电容放电方程的共轭复根中的常参数，U_b和I_b为故障瞬间直流电压和线路电流的初始值，R₀和L₀为故障等效阻抗，C为直流侧并联电容值。

3.根据权利要求1所述的确定柔性直流电网在双极短路下故障切除时间的方法，其特征在于，所述根据故障初期电压和电流的瞬时值分别计算故障电流的积累电量和母线电压充放电导致电容器所带电荷的变化量，具体包括：

根据公式ΔQ₁＝Cu_c(t₁)-Cu_c(t₀)计算母线电压充放电导致电容器所带电荷的变化量；

根据公式计算故障电流的积累电量；

式中，u_c为故障初期电压瞬时值，t₀为故障发生时刻，t₁为故障切除时刻，Δi为故障期间电流的有效积分值。

4.根据权利要求1所述的确定柔性直流电网在双极短路下故障切除时间的方法，其特征在于，所述根据系统在稳态运行点处电容器所带的电荷量和系统在极限运行点处电容器所带的电荷量，得到故障期间电容器所带电荷的最大变化量，具体包括：

根据公式Q₁＝CU_b计算系统在稳态运行点处电容器所带的电荷量；

根据公式Q₂＝CU_cmax计算系统在极限运行点处电容器所带的电荷量；

根据公式ΔQ_1max＝Q₁-Q₂计算故障期间电容器所带电荷的最大变化量；

式中，U_b为故障瞬间直流电压的初始值，U_cmax为极限运行点电压，C为直流侧并联电容值。