[发明专利]高压直流输电系统快速提升功率能力的计算方法及系统

权利要求书

1.一种高压直流输电系统快速提升功率能力的计算方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1)：根据高压直流输电系统中交直流系统的初始情况，获得交直流系统的初始状态参数，所述初始状态参数包括初始有功功率、送受端交流等值系统电压和等值阻抗、相对感性压降、换流阀前向压降、整流站额定触发角、逆变站额定熄弧角、额定直流电压和电流、直流线路电阻、整流站和逆变站叠弧角、整流站和逆变站消耗的无功功率、整流站和逆变站滤波器的无功功率、换流变变比、送受端交流空载阀侧线电压、理想空载直流电压以及额定空载直流电压；

步骤2)：设定功率提升指令值，计算交直流系统稳态参数，所述稳态参数包括整流侧交流系统电压、整流侧直流电压、逆变侧交流系统电压、逆变侧直流电压，其中，整流侧交流系统电压和整流侧直流电压为送端交直流系统电压，逆变侧交流系统电压和逆变侧直流电压为受端交直流系统电压；

步骤3)：基于整流侧触发角和送受端交直流系统电压，修正功率提升指令值，并进入步骤2)迭代计算交直流系统稳态参数的变化；直到送受端交直流系统电压和整流侧触发角均满足预设要求，得到直流系统快速提升功率能力，其中，直流系统快速提升功率能力是指最终直流功率提升指令值和交直流系统的初始有功功率之间的差值；

其中，修正功率提升指令值的具体原则为：

当整流侧触发角为整流器最小触发角限制时，降低直流功率指令值，当整流侧触发角大于整流器最小触发角限制时，增加功率指令值；或者

当送受端交流系统电压小于极端最低电压，降低功率指令值，当送受端交流系统电压大于极端最低电压，增加功率指令值；或者

当直流电压降低导致低压限流VDCL环节动作时，降低直流功率指令值，当直流电压降低没有导致低压限流VDCL环节动作时，增加直流功率指令值。

2.根据权利要求1所述的高压直流输电系统快速提升功率能力的计算方法，其特征在于，稳态参数还包括整流器有功功率、整流器消耗的无功功率、整流器叠弧角、逆变器的有功功率、逆变器消耗的无功功率、逆变器叠弧角以及直流电流。

3.根据权利要求1所述的高压直流输电系统快速提升功率能力的计算方法，其特征在于，各个稳态参数的计算以六脉动整流器和六脉动逆变器为基本计算单元，具体计算过程：

六脉动整流器直流电压为：

式中，U_dR为六脉动整流器直流电压，α_R为整流侧触发角，U_di0R为整流侧理想空载直流电压，U_di0NR为整流侧额定空载直流电压，U_T为换流阀前向压降，d_xR为整流侧相对感性压降，d_rR为整流侧相对阻性压降，I_d为实际直流电流，I_dN为额定直流电流；

六脉动整流器有功功率为：

式中，u_R为整流侧叠弧角；

六脉动整流器消耗的无功功率：

整流器叠弧角：

式中，d_xNR为整流侧额定相对感性压降；

整流侧交流系统电压：

式中，U_s1为送端交流等值系统电压，R₁，X₁分别为送端系统等值电阻和电抗，P₁为注入有功功率，Q₁为整流站消耗的无功功率，Q_c1为整流站滤波器提供的无功功率，U₁为整流站换流变网测电压；

六脉动逆变器直流电压：

式中，U_dI为六脉动逆变器直流电压，γ为逆变器熄弧角，U_di0I为逆变侧理想空载直流电压，U_di0NI为逆变侧额定空载直流电压，U_T为换流阀前向压降，d_xI为逆变侧相对感性压降，d_rR为逆变侧相对阻性压降，I_d为实际直流电流，I_dN为额定直流电流；

六脉动逆变器的有功功率：

式中，u_I为逆变侧叠弧角；

六脉动逆变器消耗的无功功率：

逆变器叠弧角计算公式为：

式中，d_xNI为逆变侧额定相对感性压降；

逆变侧交流系统电压计算公式为：

式中，U_s2为受端交流等值系统电压，R₂，X₂分别为送端系统等值电阻和电抗，P₂为输出有功功率，Q₂为逆变站消耗的无功功率，Q_c2为逆变站滤波器提供的无功功率，U₂为逆变站换流变网测电压；

直流电流计算公式为：

式中，R_dc为直流线路电阻，N为换流站六脉动换流器的数量。