[发明专利]一种送端交直流混联系统故障后动态电压恢复能力的评估方法

权利要求书

1.一种送端交直流混联系统故障后动态电压恢复能力的评估方法，其特征在于包括：

步骤一，将实际系统静态等值为等值系统：

等值系统包括以下五个变量，等值发电机的电动势V₁、等值发电机与直流母线之间的电抗X₁、等值发电机的惯性时间常数T_j、无穷大系统的电动势V₃、无穷大系统与直流母线之间的电抗X₂，并且形成三个节点，三个节点分别为直流近区等值发电机节点、无穷大系统节点以及直流换流站交流母线节点，其中将直流线路近区的机组等值为一台发电机G，而将外围的系统等值为无穷大系统S，获取直流线路与发电机之间的电抗X₁、直流线路与无穷大系统之间的电抗X₂，忽略直流线路与发电机、直流线路与无穷大系统之间的电阻和电容；

步骤二，求取系统发电机的功角与输出功率之间的关系，以及电压与功角之间的关系：设P_G、P_S分别是等值发电机与无穷大系统注入系统的有功，Q_G、Q_S分别是等值发电机与无穷大系统注入系统的无功，V₂是等值直流换流站交流母线的电压，θ₁₂是等值发电机节点与直流换流站交流母线节点的功角差，θ₂₃是直流换流站交流母线节点与无穷大系统之间的功角差，B₁₁、B₂₂、B₃₃分别是直流近区等值发电机节点、直流换流站交流母线节点以及无穷大系统节点的自导纳，B₁₂、B₂₃分别是直流近区等值发电机节点、无穷大系统节点与直流换流站交流母线节点之间的互导纳，P_D、Q_D分别是直流系统的外送有功与无功，由此可以得到系统潮流方程为

P_G＝V₁V₂B₁₂sinθ₁₂

Q_G＝-V₁²B₁₁-V₁V₂B₁₂cosθ₁₂

-P_D＝-V₁V₂B₁₂sinθ₁₂+V₂V₃B₂₃sinθ₂₃

-Q_D＝-V₁V₂B₁₂cosθ₁₂-V₂²B₂₂-V₂V₃B₂₃cosθ₂₃

P_S＝-V₂V₃B₂₃sinθ₂₃

Q_S＝-V₂V₃B₂₃cosθ₂₃-V₃²B₃₃

发电机的运动方程为

Tjdωdt=Pm-PG]]>

ω=dδdt]]>

其中，P_m为发电机的机械功率，ω为发电机转速，δ为发电机的转子位置角。

利用潮流方程，算得系统发电机的功角与输出功率之间的关系，以及电压与功角之间的关系；

步骤三，加速面积与减速面积的求取，

根据直流系统及近区发电机的初始工况系统，利用发电机的功角曲线算得发电机稳态运行时的功角δ₁及临界位置角δ_cm；

当直流母线发生三相短路时，发电机输出有功近似为0，因此可以根据事先规定好的故障，利用公式

δ2=12ω0TjPmtf2]]>

算得系统故障结束后的功角δ₂，其中ω₀是系统的额定角频率，T_j为发电机组的惯性时间常数，t_f为故障的持续时间，

同时利用公式

SA=∫δ1δ2Pmdδ=Pm(δ2-δ1)]]>

算得发电机的加速面积S_A，

利用系统发电机的功角与输出功率之间的关系，利用公式

SMmax=∫δ2δcm(Pe-Pm)dδ]]>

算得发电机的最大减速面积S_Mmax，

步骤四，等面积稳定裕度指标的求取

利用加速面积S_A、最大减速面积S_Mmax，根据公式

EASM=SMmax-SASA]]>

即可获得等面积稳定裕度指标EASM，等面积稳定裕度指标EASM越高即代表送端交直流混联系统故障后动态电压恢复能力越高。

2.根据权利要求1所述的一种送端交直流混联系统故障后动态电压恢复能力的评估方法，其特征在于：所述而等值发电机的惯性时间常数T_j的获得采用以下方法

统计直流近区发电机的个数N；

统计直流近区每台发电机的额定容量S_i，惯性时间常数T_ji，若该发电机实际未投运，则其额定容量可以用设计值，而惯性时间常数则可用典型值；

将直流近区N台发电机的额定容量S_i与惯性时间常数T_ji进行累加，得到等值发电机的额定容量S与惯性时间常数Tj；

将等值发电机的惯性时间常数Tj归算到基准容量(100MVA)下，即