[发明专利]一种降低特高压直流非故障层换相失败风险的方法及系统

说明书

本发明公开了一种降低特高压直流非故障层换相失败风险的方法及系统，属于电力系统领域。本发明方法包括：获取分层馈入特高压直流混联电网参数，计算分层馈入特高压直流混联电网故障层与非故障层换相失败特性；获取分层馈入特高压直流混联电网非故障层参数，根据非故障层参数计算换相失败预测联动控制的临界直流电流i_dcr；对分层馈入特高压直流混联电网进行预测联动控制；根据分层馈入特高压直流混联电网换流母线电压和直流电流变化判定预测控制是否动作；仿真校验预测联动控制特高压直流非故障层换相失败风险和联动控制参数。本发明能够有效降低故障层扰动引发非故障层逆变器换相失败的风险，降低扰动引起直流功率波动对电网的有功冲击。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，并且更具体地，涉及一种降低特高压直流非故障层换相失败风险的方法及系统。

背景技术

我国煤炭、水能、风能和太阳能等一次能源富集地域，与中东部经济发达的用能集中地区，具有逆向分布特征。这一特征，客观上要求大力发展大容量远距离高效输电技术—特高压直流输电技术，以提升资源优化配置能力和效率。在受端电网，随着直流馈入数量和容量的增长，电压支撑能力不足引起的稳定威胁日趋严重。为缓解大容量特高压直流单点馈入的不利影响，我国首创提出了一种具有新型拓扑结构的直流—分层馈入直流。

区别于传统特高压直流，分层馈入特高压直流高端逆变器与低端逆变器分别接入不同电压等级的交流电网，即不同层交流电网。除具有本层交流电网与直流逆变站间的交互耦合作用路径外，还具有新的耦合作用路径——层间直流耦合路径和层间交流耦合路径，新增的耦合路径使受扰后交直流动态行为更为复杂。

故障层逆变器换流母线电压快速跌落变化过程中，非故障层逆变器熄弧角因直流电流增大而减小，且由于其交流电压维持较高水平无法触发换相失败预测控制动作，因此非故障层将存在换相失败风险。非故障层换相失败后，一方面，故障层逆变器因直流电流快速增长抵消其换相失败预测控制作用，也将出现换相失败，随之引起的直流有功阻断将对送受端交流电网形成大容量有功冲击；另一方面，换相失败后的有功恢复期间，非故障层较高的交流电压作用于补偿器，使逆变站出现大量盈余无功，进而使本层交流电网面临过电压冲击威胁。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种降低特高压直流非故障层换相失败风险的方法，包括：

获取分层馈入特高压直流混联电网参数，计算分层馈入特高压直流混联电网故障层与非故障层换相失败特性；

获取分层馈入特高压直流混联电网非故障层参数，根据非故障层参数计算换相失败预测联动控制的临界直流电流i_dcr；

对分层馈入特高压直流混联电网进行预测联动控制；

根据分层馈入特高压直流混联电网换流母线电压和直流电流变化判定预测控制是否动作；

仿真校验预测联动控制特高压直流非故障层换相失败风险和联动控制参数。

可选的，计算换相失败预测联动控制的临界直流电流i_dcr，计算公式如下：

其中，U_c为非故障层逆变器的换流母线电压、β为逆变器控制系统输出的触发超前角和γ_cr为计及裕度的设定临界熄弧角，X_c为换流变压器漏抗、T为换流变压器变比。

可选的，对分层馈入特高压直流混联电网进行预测联动控制，针对分层馈入特高压直流中的换相失败风险故障层，交流短路冲击导致的直流电流增大而引发的非故障层换相失败风险，增加换相失败预测联动控制功能，根据故障层换相失败启动信息和直流电流变化程度，判别启动换相失败预测的控制功能。