[发明专利]一种双极柔性直流电网接地方式设计方法

说明书

本发明公开了一种双极柔性直流电网接地方式设计方法，包括以下步骤：步骤一、获取双极柔性直流电网的系统参数；步骤二、利用电磁暂态软件PSCAD建立直流电网直流侧和阀侧接地故障仿真模型；步骤三、确定预设接地类型及预设参数；步骤四、分别在直流侧和阀侧进行接地故障分析，并对不同接地类型和参数的直流电网接地故障特性指标进行比较，得到最优的接地类型和参数范围；步骤五、对步骤四中所选最优的接地类型及参数进行优化。本发明在保证柔性直流电网安全稳定运行的前提下，对双极柔性直流电网接地类型采用电阻接地，电阻值选取在5‑30Ω之间，实现了限制故障电流且不造成较大程度过电压的效果。本发明还具有应用范围广的优点。

技术领域

本发明涉及柔性输配电技术领域，特别是一种双极柔性直流电 网接地方式设计方法。

背景技术

传统LCC-HVDC系统在远距离(超过300-500公里)、固定传输 方向的大容量输电上仍然具有较大的优势。而基于MMC的柔性直流 输电相比两电平VSC具有开关频率更低，通态损耗更小和交流侧谐 波较少，能够省略交流滤波器和相电感，有节省换流站的占地面 积，节约成本等优点。同时基于MMC的拓扑结构能够提升柔性直流 输电系统的电压等级和输送容量，从而能和传统LCC-HVDC相较。因 此，基于MMC的柔性直流电网再次成为了热门研究方向。

直流电网的接地是为直流系统的运行提供零电位参考点，并为 稳态工况下提供了不同的运行方式，接地方式的设计结果将直接影 响直流电网的稳态运行性能还将决定故障后直流电网的安全可靠 性。根据换流站拓扑结构的不同选择，接地方式也会相应的不同。

对双极接线的直流电网来说，正极输电线路承受了+u_dc的直流 电压，负极承受了-u_dc的直流电压，正极母线和负极母线相连天然 形成中性点，中性点连接接地极为整个换流站提供参考电位，各站 的中性点可以通过金属或大地回路连接在一起，使得整个直流电网的参考电位相同。而目前对其接地方式的设计仍然存在高阻接地过 电压程度过高、低阻接地过电流程度过高的问题，将会影响接地故 障后的故障特性，接地方式的设计结果没有可以应用到其它基于双 极接线直流输电网接地极设计的依据。因此，如何去设计接地极将是建设双极直流电网较为关键的一大难题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种双极柔性直流电网接地方式设计 方法。本发明在保证柔性直流电网安全稳定运行的前提下，对双极 柔性直流电网接地类型采用电阻接地，电阻值选取在5-30Ω之间， 实现了限制故障电流且不造成较大程度过电压的效果。本发明可使 接地故障带来的过电压和过电流应力最小化，避免了造成不必要的 后果；本发明可应用于任何基于双极接线柔性直流输电网的接地极 设计中，应用范围广。

本发明的技术方案：一种双极柔性直流电网接地方式设计方 法，包括以下步骤：

步骤一、获取双极柔性直流电网的系统参数；

步骤二、根据步骤一中双极柔性直流电网的系统参数利用电磁 暂态软件PSCAD建立直流电网直流侧和阀侧接地故障仿真模型；

步骤三、确定预设接地类型及预设参数；

步骤四、根据步骤三中确定的预设接地类型及预设参数分别在 直流侧和阀侧进行接地故障分析，并对不同接地类型和参数的直流 电网接地故障特性指标进行比较，得到最优的接地类型和参数范 围；

步骤五、利用多项常规接地参数对步骤四中所选最优的接地类 型及参数进行优化。

前述的一种双极柔性直流电网接地方式设计方法中，所述步骤 二中，直流电网直流侧接地故障仿真模型的建立包括：根据预设时 间阀值控制故障点故障电阻从无穷大突变成设定故障电阻值，然后 控制故障线路上的直流断路器隔离故障线路，模拟直流电网直流侧 接地故障。