[发明专利]一种多端直流配电网双极短路故障电流计算方法和系统

权利要求书

1.一种多端直流配电网双极短路故障电流计算方法，其特征在于，适用于包含全桥MMC换流站、半桥MMC换流站和直流变压器的任意多端直流配电网，包括如下步骤：

获取所述多端直流配电网拓扑、换流站参数、线路参数以及短路故障位置；

确定多换流站闭锁前在所述短路故障位置的各项短路电流分量，基于所述多端直流配电网拓扑、换流站参数和线路参数，利用叠加原理计算所述多换流站闭锁前的短路故障电流；

确定多换流站闭锁前在所述短路故障位置的各项短路电流分量，基于所述多端直流配电网拓扑、换流站参数和线路参数，利用叠加原理计算所述多换流站闭锁后的短路故障电流。

2.根据权利要求1所述的多端直流配电网双极短路故障电流计算方法，其特征在于，对于含有m₁个接上级交流配电网的MMC换流站，m₂个接交流负载的MMC换流站，n个直流变压器的多端直流配电网，所述多换流站闭锁前的短路故障电流i_{fault1_DC}的计算公式如下：

式中，分别为第i个MMC换流站或直流变压器的子模块电容放电电流、直流变压器高压侧子模块电容放电电流和交流测经MMC换流站馈入电流。

3.根据权利要求2所述的多端直流配电网双极短路故障电流计算方法，其特征在于，多换流站闭锁前，各项短路电流分量的计算式如下：

其中τ₁为MMC电容放电电流衰减时间常数，U_dc为故障前直流电压，C₀为子模块电容值，n为桥臂子模块数量，L_bridge为桥臂电抗器电感值，ω为放电电流震荡角频率，I₀为故障前瞬间MMC输出直流电流；

其中τ₂为直流变压器电容放电电流衰减时间常数，U_dc为故障前直流电压，ω_d为直流变压器电容放电电流震荡角频率，L_s为放电回路等效电感值；

其中L₀为联接变压器电感值，u_φ为联接变压器网侧电压，u_c为联接变压器阀侧电压，i₀为故障前瞬间直流变压器输出直流电流，t₀为故障发生时刻。

4.根据权利要求1所述的多端直流配电网双极短路故障电流计算方法，其特征在于，对于含有m₁个接上级交流配电网的MMC换流站，m₂个接交流负载的MMC换流站，n个直流变压器的多端直流配电网，所述多换流站闭锁后的短路故障电流i_{fault2_DC}的计算公式如下：

式中，m₁′为m₁个接上级交流配电网的MMC换流站中半桥子模块数量，m₂′为m₂个接交流负载的MMC换流站中半桥子模块数量，分别为第i个半桥MMC换流站或直流变压器交流侧经半桥MMC换流站馈入电流、MMC桥臂续流电流和直流变压器续流电流。

5.根据权利要求4所述的多端直流配电网双极短路故障电流计算方法，其特征在于，多换流站闭锁后，各项短路电流分量的计算式如下：

其中L₀为联接变压器电感值，u_φ为联接变压器网侧电压，u_c为联接变压器阀侧电压，i₀为故障前瞬间直流变压器输出直流电流，t₀为故障发生时刻；

其中I_{0_MMC}为换流站闭锁时刻桥臂电流，τ₃＝L_bridge/R_L，L_bridge为桥臂电感，R_L为放电回路电阻值；

其中I_{0_DCT}为换流站闭锁时刻直流变压器短路电流，τ₄＝L_T/R_L，L_T为高频变压器电感值，R_L为放电回路电阻值。