[发明专利]一种直流系统间同极交叉跨越故障模型建立方法和装置

说明书

本发明实施例提供一种直流系统间同极交叉跨越故障模型建立方法和装置，涉及电力系统领域，能够建立直流系统间同极性交叉跨越接地故障的等值模型。包括：利用戴维南等值获取同极性交叉跨越接地故障模型；对该接地故障模型进行仿真以获取故障网络拓扑图；根据故障网络拓扑图依据预设规则建立故障边界方程组；根据该接地故障模型的仿真结果获取故障网络拓扑图中的换流站的触发角值；根据机电暂态仿真规则建立同极性交叉跨越接地故障等值模型；根据故障网络拓扑图中的换流站的触发角值、故障边界方程组以及预设整流侧方程组计算同极性交叉跨越接地故障等值模型的故障等值阻抗的值。

技术领域

本发明涉及电力系统分析领域，尤其涉及一种直流系统间同极交叉跨越故障模型建立方法和装置。

背景技术

直流工程在输电方面的优势明显，近年来我国的大容量长距离输电大部分开始采用直流输电的形式。根据规划，未来仍将有大量长距离高压直流输电工程开工建设。由于我国主要能源基地和负荷中心呈逆向分布，规划的输电线路多为南北或东西走向。随着线路数量的增多，直流与直流输电线路交叉跨越的情况也将不可避免，直流-直流交叉跨越短路故障发生几率随之增大。直流-直流交叉跨越是一种复杂的故障类型，尤其是当不同电压等级的直流线路发生交叉跨越故障的时候，有可能造成某一回直流线路故障极整流阀、逆变阀完全关断，故障极闭锁停止运行的严重后果。所以，研究直流-直流交叉跨越故障的故障特性和故障分析方法对直流线路保护的配置具有非常重要的指导意义。电磁暂态仿真可以详细模拟直流及其控制系统的详细动态过程，但是整体的电磁暂态仿真所需的计算规模和计算时间都较大；而机电暂态仿真是电力系统安全稳定分析计算的重要内容，其应用涉及电网规划、调度、方式制定以及事后反演分析等电力生产全过程，因此，有必要研究一种适用于机电暂态仿真的直流-直流交叉跨越故障分析计算方法。

而在现有技术中，鲜有对直流-直流交叉跨越接地故障的整体研究分析，针对直流系统的分析方法无论是行波理论还是开关函数法都很难运用到直流-直流交叉跨越机电暂态分析中，不能满足工程上对直流-直流交叉跨越接地故障的分析需要。

发明内容

本发明的实施例提供一种直流系统间同极交叉跨越故障模型建立方法和装置，用于实现对不同电压等级的直流输电系统之间同极性交叉跨越接地故障的机电暂态分析。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种直流系统间同极交叉跨越故障模型建立方法，直流系统包括第一直流系统和第二直流系统，第一直流系统为第一电压等级的双极性两端直流输电系统，第二直流系统为第二电压等级的双极性两端直流输电系统，第一直流系统的第一输电线路和第二直流系统的第二输电线路在预定跨接点跨接，第一输电线和第二输电线同极性，跨接点接地；包括：

对第一直流系统以及第二直流系统的整流侧和逆变侧进行单端口戴维南等值，以获取第一直流系统的等值电路和第二直流系统的等值电路构成的同极性交叉跨越接地故障模型；

对同极性交叉跨越接地故障模型进行仿真运行并根据同极性交叉跨越接地故障模型的仿真运行的结果获取故障网络拓扑图；故障网络拓扑图为同极性交叉跨越接地故障模型在故障阶段时，包含第一输电线路以及第二输电线路中有电流通过的换流站和线路电阻的简化模型；

依据预设规则对所述故障网络拓扑图建立故障边界方程组；

根据同极性交叉跨越接地故障模型的仿真运行的结果获取故障网络拓扑图中的换流站的触发角值，换流站包括整流站；

根据机电暂态仿真规则将同极性交叉跨越接地故障模型中第一输电线路以及第二输电线路的整流侧和逆变侧的母线通过故障等值阻抗接地，生成同极性交叉跨越接地故障等值模型；

根据故障网络拓扑图中的换流站的触发角值、故障边界方程组和预设整流侧方程组计算同极性交叉跨越接地故障等值模型在故障阶段时的故障等值阻抗的值。