[发明专利]一种多馈入直流输电系统换相失败的判断方法

说明书

技术领域

本发明属于输电技术领域，是一种多馈入直流输电系统换相失败的判断方法。 

背景技术

在多馈入直流输电系统中，受端交流系统故障可能引起故障点附近逆变站发生换相失败，甚至导致多回直流线路发生同时或相继换相失败。若不能恢复正常换相功能，将造成大范围停电的灾难性后果，严重威胁电网安全稳定运行。然而，并不是所有的交流系统故障都能够引起直流系统换相失败，这决定于系统的网架结构和运行特性。随着直流输电系统的快速建设和不断投运，建立准确快速科学的换相失败判断机制，减少或避免多回直流发生同时换相故障，指导电网规划与安全稳定运行，具有重要的理论研究意义。 

以典型的六桥臂换流电路为例，当2个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电压作用的一段时间内如果未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程一直未能进行完毕，当加在该阀上的电压为正时，立即重新导通，发生倒换相，使预计导通的阀重新关断，称之为换相失败。逆变侧发生换相失败的概率远大于整流侧，整流侧仅当触发电路发生故障时才会换相失败，因此对换相失败的研究和判断通常是针对于逆变换流器。 

在交直流混合系统中，交流系统扰动是引起直流换相失败的主要原因。在仅考虑交流系统故障因素的条件下，换流母线电压跌落是引起换相失败的主要原因，而熄弧角小于阀固有极限熄弧角是其本质。交流系统故障瞬间，换流母线电压跌落，而变压器变比调整以及直流系统控制器动作需要一定的响应时间。因此，故障瞬间超前触发角和变比保持不变，熄弧角随换流母线电压降低而减小，当熄弧角小于阀固有极限熄弧角时发生换相失败。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种多馈入直流输电系统换相失败的判断方法,它利用临界故障阻抗边界法确定发生短路故障时能够造成直流系统发生换相失败的交流系统区域，从而能够对直流系统换相失败进行快速直观地判断。 

实现本发明目的采取的技术方案是，一种多馈入直流输电系统换相失败的判断方法，其特征是，它包括以下步骤： 

1）编写电力系统潮流计算程序，进行交直流系统潮流计算，确定各网络中节点电压值； 

2）根据系统网络参数和网架结构，构建发电机、线路、变压器、负荷和直流系统模型，建立网络阻抗分析数据，生成系统节点阻抗矩阵； 

3）假设直流逆变站换流母线节点为j，当交流系统中母线i发生三相短路故障时，引入节点电压交互作用因子计算逆变站换流母线节点电压跌落值公式(1), 

ΔUj=VIFjiUi0UjNUiN=|ZijZii|Ui0UjNUiN---(1)]]>

式中Z_ii为节点i的自阻抗，Z_ij为节点i和换流母线j之间的互阻抗，U_iN、U_jN分别为节点i和节点j的额定电压值，U_i0为故障前节点i的线电压有效值， 

逆变站熄弧角表达式公式(2),