[发明专利]一种确定混合级联直流输电工程换相故障的方法和系统

说明书

本发明提供一种确定混合级联直流输电工程换相故障的方法和系统。所述方法和系统通过测量输电工程整流侧的直流母线电压和换流站传输的功率，并基于所述测量值计算直流输电工程的关键状态量，当所述状态量中的直流线路电流值和逆变侧高端换流站的直流母线电压值同时满足各自的判据时，确定换相失败，并对所述直流输电工程的整流侧进行功率速降。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：利用混合级联直流控制保护系统内量测装置所获得的少量直流参数信息，经由少量的计算过程，可获取混合级联直流关键状态量，能够进一步判断直流高端逆变换流站的换相失败故障，并对直流高端逆变换流站的换相失败故障实施控制，所述方法计算简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及直流输电领域,并且更具体地，涉及一种确定混合级联直流输电工程换相故障的方法和系统。

背景技术

传统的电力系统机电暂态仿真技术在电力系统的仿真分析工作中取得了巨大的成功，无论是潮流解还是时域仿真曲线均能够准确反映电力系统的运行状态。

但现有各类电力系统机电暂态仿真软件均难以适用于近几年来直流输电工程中新型拓扑结构，尤其是混合级联结构的直流输电工程。混合级联结构直流输电工程通常具有如下特点：

(1)多个柔性直流换流站间处于并联连接的关系，但并未采用一致的控制模式，并联的多个柔性直流换流站间存在强烈的非线性耦合关系；

(2)混合级联结构直流输电工程内部，单个常规直流换流站与并联的多个柔性直流换流站间处于串联关系，常规直流换流站位于高端，柔性直流换流站位于低端。由于常规直流技术与柔性直流输电技术之间存在本质的差异，高、低端换流站间存在强烈的非线性耦合关系；

(3)高、低端换流站通常接入交流电网的不同位置，来自交流电网的扰动也会放大高、低端换流站间的非线性耦合关系。

由于上述原因，现有各类电力系统机电暂态仿真软件均难以获取混合级联结构的直流输电工程内部的关键状态量，只能通过运算量甚大的电磁暂态仿真工具，从元件的级别对混合级联直流精细建模，从而最终读取出直流内部状态量信息。这一过程对于仿真用计算机硬件能力要求极高，且无法利用混合级联直流控制保护系统内量测装置所获得的测量信息。在缺乏混合级联直流内部状态量的条件下，很难判断直流高端逆变换流站的换相失败故障，也无法对直流高端逆变换流站的换相失败故障实施控制，极大阻碍了对于混合级联直流接入大电网的研究与分析。

发明内容

为了解决现有技术中无法利用混合级联直流控制保护系统内量测装置所获得的状态量，并且在缺乏输电工程内部状态量的条件下，很难判断直流高端逆变换流站的换相失败故障，也无法对直流输电工程逆变侧高端换流站的换相失败故障实施控制的技术问题，本发明提供一种确定混合级联直流输电工程换相故障的方法，所述混合级联直流输电工程的逆变侧包括1个常规直流换流站和若干个柔性直流换流站，所述若干个柔性直流换流站并联连接，所述常规直流换流站和若干个柔性直流换流站串联，且常规直流换流站位于高端，柔性直流换流站位于低端，所述方法包括：

测量所述混合级联直流输电工程整流侧直流母线电压和整流侧换流站传输的功率；

根据所述整流侧传输的功率和整流侧直流母线电压值计算直流线路电流值；

根据所述整流侧传输的功率、整流侧直流母线电压值和预先设置的所述直流线路单极回路电阻计算逆变侧高端换流站的直流母线电压值和注入交流系统的功率；

根据所述逆变侧高端换流站的直流母线电压值计算单个逆变侧低端换流站的直流母线电压值；

当所述直流线路电流值满足预先设置的电流判据，且所述单个逆变侧低端换流站的直流母线电压值满足电压判据时，确定所述混合级联直流输电工程逆变侧发生换相失败故障；

当所述混合级联直流输电工程逆变侧发生换相失败故障时，对所述直流输电工程整流侧进行功率速降，功率速降的量为逆变侧高端换流站注入交流系统的功率。