[发明专利]一种调相机初始无功出力计算方法

权利要求书

1.一种考虑直流换相失败和过电压影响的调相机初始无功出力计算方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据励磁控制系统结构和电机电磁方程，求解调相机无功出力表达式，进而求解调相机进相运行极限Q_{jx_SCmax}和滞相运行极限Q_{cx_SCmax}；

(2)设定受端调相机初始无功出力值为Q_{Rec_SC0}，建立调相机发出无功值与短路比的关联模型，其中调相机发出无功值为Q_{cx_SCmax}-Q_{Rec_SC0}；

(3)建立直流甩负荷情况下过电压水平与短路比的关联模型；

(4)建立故障瞬间直流闭锁情况下的母线电压变化量与调相机吸收无功极限值的关联模型；其中，调相机吸收无功极限值为Q_{jx_SCmax}-Q_{Rec_SC0}；

(5)根据步骤(2)、步骤(3)和步骤(4)中各关联模型，建立考虑直流换相失败与过电压抑制效果的短路比与调相机初始无功值的关联模型；

(6)求解使得短路比最大的调相机初始无功出力值；

步骤(1)具体包括：

根据调相机机组电磁方程与控制系统，结合调相机机端电压U，得到调相机发出无功功率表达式，进一步得到，调相机进相运行极限Q_{jx_SCmax}和滞相运行极限Q_{cx_SCmax}：

其中，U为直流母线电压，X_d为调相机定子感抗，E_o为正常工况下机端电势，S_N为调相机额定容量，k_fm为调相机强励倍数，K_C为调相机短路比；

步骤(2)中建立调相机发出无功值增量与直流电流的关联模型具体为：

式中：Q_c为无功补偿容量；α为触发延迟角；μ为换相角；C和K分别为与整流侧换流变压器参数及与直流系统基准值有关的两个常数；a和b为常数，表示通过换流器转换后的比例；U₁为受端换流母线电压，γ为受端逆变站熄弧角；X_d为直流输电线路阻抗，U为直流母线电压,Q_c为无功补偿容量，Bc为整流侧交流滤波器和无功补偿电容的等值导纳；P_d为直流有功功率、Q_d为直流无功功率；I_d为直流电流；|Z|∠θ为交流系统等值阻抗；E和δ为交流系统等值电势和功角；P_ac为交流系统有功；Q_ac为交流系统无功，U_d为直流电压，调相机发出无功功率增量为：

ΔQ_SC＝Q_{cx_SCmax}-Q_{Rec_SC0} (2)；

步骤(3)具体包括：

根据直流双极闭锁跳换流变进线开关时，直流有功和无功均为0，建立工频过电压倍数模型：

其中，E为机组戴维南内电势，U_L为换流母线电压，Z和φ_E为系统阻抗幅值和相角，P和Q为换流站消耗的有功功率和无功功率，

设直流系统损失功率为ΔS＝ΔP+jΔQ，则过电压变化率为：

其中，SCR为短路比，S_ac为系统短路容量，S_dc为直流功率，Z为系统阻抗幅值，P_d为直流有功功率，Q_c为无功补偿容量，ΔP为直流系统损失的有功功率；ΔQ为直流系统损失的无功功率；

步骤(4)中故障瞬间直流闭锁情况下的母线电压变化量ΔU表示为：

其中，P_d为直流有功功率，U_L为换流母线电压，Z为系统阻抗幅值，Q_c为无功补偿容量，ΔP为直流系统损失的有功功率；ΔQ为直流系统损失的无功功率。