[发明专利]基于RTDS的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法及装置

说明书

本发明公开一种基于RTDS的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法及装置，方法包括：包括基于RTDS设置雷击故障以及通过通讯模块将雷击故障后的特高压直流输电系统中的电气量输送至直流控保系统中，以观测所述直流控保系统对直流线路雷击故障的响应特性。利用受控电流源等效雷电流，并通过与受控电源并联的电阻等效雷击放电通道波阻抗，辅以雷击控制模块，实现不同线路、不同位置、不同触发时刻以及不同类型的雷击故障模拟，并基于RTDS与直流控保系统的闭环仿真平台，校验直流控保系统在雷击故障下的响应特性。

技术领域

本发明属于特高压直流输电系统雷击仿真技术领域，尤其涉及一种基于RTDS的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法及装置。

背景技术

近年来，伴随着特高压直流输电系统的建设投运，已运行的工程中时常出现雷击事故，这对于特高压直流输电系统的稳定运行产生不利影响。为了研究雷击对特高压直流输电系统的影响，尤其是是否会引起特高压直流输电系统保护的误动，大量的学者通过PACAD/EMTDC或ATP/EMTP等软件，通过设计与保护特性一致的保护模型，模拟雷击对保护系统的影响。

目前，通过建模等效后的保护模型不可避免的与现场采用的保护装置存在差异，基于现有的PACAD/EMTDC平台或ATP/EMTP平台的雷击仿真无法实现对现场采用的直流控保系统的校验。

发明内容

本发明提供一种基于RTDS的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法及装置，用于至少解决上述技术问题之一。

第一方面，本发明提供一种基于RTDS的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法，一种基于RTDS的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法，包括基于RTDS设置雷击故障以及通过通讯模块将雷击故障后的特高压直流输电系统中的电气量输送至直流控保系统中，以观测所述直流控保系统对直流线路雷击故障的响应特性，其中，基于RTDS设置雷击故障具体包括以下步骤：1)仿真人员根据电力行业标准和/或解析研究需要给定雷电流参数以及雷电通道波阻抗，并根据双指数函数模拟特定的雷电流数学模型作为受控电流源的输入，其中，所述雷电流数学模型的表达式为：i(t)＝A I_L(e^-αt-e^-βt)，式中，A为雷电流幅值的修正系数，I_L为雷电流幅值，α、β分别为波前系数和波尾系数，t为雷击作用时间；2)基于雷击模拟过程中的电气暂态量控制SWP开关、SWN开关、SWR开关、SWPP开关、SWNN开关、SWPP1开关、SWNN1开关的输出情况进行不同雷击类型的仿真，并将绝缘子两端之间实时电压差的绝对值与绝缘子伏秒特性u(t)是否有交点与SWPP1开关或SWNN1开关是否闭合相关联，使通过控制SWPP1开关或SWNN1的开关通断，控制反击发生时绝缘子闪络，其中，计算所述绝缘子伏秒特性u(t)的表达式为：u(t)＝(400+710/t^0.75)L，式中，t为雷击作用时间，L为绝缘子串长度；3)将某一线路分为第一段线路和第二段线路，所述第一段线路和所述第二段线路均由两个杆塔及一段线路构成，所述第一段线路与所述第二段线路中间采用导线连接，并在所述导线上连接预设的雷击模型，并通过分别设置所述第一段线路和所述第二段线路的长度，使得连接于所述导线上的所述雷击模型的位置相应的发生变化，其中，预设的雷击模型包含所述雷电流数学模型；4)在整流侧电源A相电压信号过零点时发出高电平；通过上升沿触发器保持高电平0.025s，以使过零点信号通过与门在最近的过零点触发高电平；设置延时角度，通过角度转换增益将输入的角度变换成对应的延时时间，并作为上升沿触发器的高电平保持时间以模拟不同相角触发雷击；输入下降沿的高电平保持时间，以模拟不同的雷击持续时间。