[发明专利]一种柔性直流输电的交流耗能装置的电气仿真方法

说明书

公开了一种柔性直流输电的交流耗能装置的电气仿真方法，方法包括以下步骤：获得交流耗能装置主接线图和电力设备参数；基于所述电力设备进行部件级模型建立；基于所述主接线图建立交流耗能装置系统仿真电路模型；在所述电力设备中的一个或多个节点处安放电压和/或电流检测单元；改变交流耗能装置运行状态和故障情况，电压和/或电流检测单元获得电压和电流数据。

技术领域

本发明属于电力系统仿真技术领域，特别是一种柔性直流输电的交流耗能装置的电气仿真方法。

背景技术

本发明涉及电力系统仿真计算领域，特别是一种用于研究柔性直流输电工程交流耗能装置运行和故障特性的方法。柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，其在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，可应用在如海上风电场接入、分布式电源接入、远距离大容量输电和异步联网等领域。柔性直流输电工程能够将可再生能源(风能，太阳能等)接入电网并进行远距离传输，目前国内电压等级较高的柔直工程通常采用双极接线方案，具备双极运行和单极独立运行的能力，相当于两个独立环网，一极发生故障后，通过极控系统，另一极在设备通流能力允许的情况下可以转带故障极功率。当输电系统发生孤岛送端单极闭锁或受端严重故障时，将导致可再生能源功率无法外送，严重时会引发线路和设备损毁，造成巨大经济损失和安全隐患。为了应对可再生能源功能无法外送的状况，一种最新的解决方案是通过电力电子器件将大功率电阻快速投入送端交流系统中将电网聚集的能量进行就地消纳，该方案响应迅速，可行性强，安全性高，已经被安装在如张北±500kV柔直示范工程中。然而，由于应用在柔直输电工程的交流耗能装置的运行和故障特性还没有得到详细研究和准确的计算，该设备还不能投入到运行中，并且也无法对其运行过程的监测和维护方案进行制定，因此亟需提出一种柔性直流输电工程交流耗能装置的电气仿真方法。

PSCAD是目前国内外最广泛使用的电力系统电磁暂态仿真软件之一，可以用于交流网络，线路、电缆、负载模型，绝缘配合，高压直流输电和柔性直流系统(FACTS)控制系统设计，雷击、故障以及开关切换等领域的仿真计算。柔直输电工程交流耗能装置的电气特性仿真涉及到线路、负载模型，电力电子控制系统，故障及开关切换仿真等方面，具有一定的复杂性；耗能装置的电气特性仿真研究是耗能装置正常运行、维护、监测的理论指导和策略制定依据，耗能装置运行及故障特性仿真方法的提出具有很强的实际意义和工程价值。此外，尽管各类模型已被大量的应用在各种仿真计算中，但柔直输电工程交流耗能装置本身是一个新提出的、复杂的事物，因此柔直输电工程交流耗能装置的运行和故障特性的仿真计算方法还尚未被提出。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种柔性直流输电的交流耗能装置的电气仿真方法，其由各实际部件的仿真等效模型形成耗能装置系统仿真模型的仿真方法，该方法简单灵活，结果科学准确、直观明了，对于交流耗能装置的运行、维护、监测策略的制定，提高柔性直流输电工程安全性和稳定性，缩短设备事故发现周期具有显著的实际意义。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种柔性直流输电的交流耗能装置的电气仿真方法包括以下步骤：

第一步骤中，获得交流耗能装置主接线图和电力设备参数；

第二步骤中，基于所述电力设备进行部件级模型建立；

第三步骤中，基于所述主接线图建立交流耗能装置系统仿真电路模型；

第四步骤中，在所述电力设备中的一个或多个节点处安放电压和/或电流检测单元；

第五步骤中，改变交流耗能装置运行状态和故障情况，电压和/或电流检测单元获得电压和电流数据。