本發(fā)明涉及高壓直流輸電設(shè)備參數(shù)選型領(lǐng)域，特別涉及一種用于架空線的柔直直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定方法，用于架空線的高壓大容量柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)限流電抗器參數(shù)的確定。

背景技術(shù)：

將柔性直流輸電系統(tǒng)應(yīng)用于架空線可大幅降低建設(shè)成本并增加線路傳輸容量，然而頻繁的直流故障會(huì)嚴(yán)重影響輸電系統(tǒng)的安全性和可靠性。由于較高的電壓等級(jí)，直流側(cè)發(fā)生極間短路電流迅速增大，嚴(yán)重時(shí)可能燒壞設(shè)備并影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。因此必須采取措施將電流控制在安全范圍內(nèi)。

目前，用于架空線的高壓大容量柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定的主要方法是通過(guò)實(shí)地測(cè)量與反復(fù)實(shí)驗(yàn)得到，但仍存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題有待于進(jìn)一步解決，包括：

1)受到測(cè)量設(shè)備、操作人員熟練程度等方面的影響，測(cè)量與實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在不可信的情況，需要進(jìn)一步地研究影響試驗(yàn)結(jié)果的因素及其作用機(jī)理，篩選可信值加以利用。

2)受到建設(shè)成本以及建設(shè)周期等因素的影響，完全通過(guò)實(shí)地考察來(lái)得到換流器直流側(cè)限流電抗器參數(shù)是不實(shí)際的。為節(jié)省時(shí)間與成本，必須理論地計(jì)算限流電抗器的電抗值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于架空線的柔直直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，獲得的限流電抗器參數(shù)可靠性高，使得直流側(cè)故障后系統(tǒng)故障電流得到很好地抑制，并且本發(fā)明方法具有適用性。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

用于架空線的柔直直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定方法，包括如下步驟：

1)、直流側(cè)發(fā)生短路后將系統(tǒng)短路電流分為電容放電和交流注入兩部分，得到故障后故障電流上升的速度；

2)、依據(jù)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的臨界保護(hù)電流值、保護(hù)延遲時(shí)間以及保護(hù)響應(yīng)時(shí)間確定保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值；

3)、為防止橋臂損壞，故障電流最大值小于橋臂所能承受電流最大值，綜合考慮建設(shè)成本可得到限流電抗器電抗參數(shù)取值。

步驟1)所述的故障后故障電流上升的速度按如下公式計(jì)算：

其中，udc為直流側(cè)電壓，us為交流測(cè)相電壓，l為橋臂電抗，ldc為限流電抗，lσ為交流側(cè)電抗。

步驟2)所述的保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值按照如下公式計(jì)算：

iarm_fault_max＝ipro+karm_fault(tpro+ts)

其中，ipro保護(hù)啟動(dòng)臨界電流值，tpro為保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間，ts為保護(hù)響應(yīng)延遲時(shí)間。

步驟3)所述的限流電抗器電抗參數(shù)取值按照如下公式計(jì)算：

本發(fā)明的有益效果在于：通過(guò)直流側(cè)發(fā)生短路后將系統(tǒng)短路電流分為電容放電和交流注入兩部分，得到故障后保護(hù)啟動(dòng)之前故障電流上升的速度；依據(jù)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的保護(hù)啟動(dòng)臨界電流值、保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間以及保護(hù)響應(yīng)延遲時(shí)間確定保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值；為防止橋臂損壞，故障電流最大值不應(yīng)大于橋臂所能承受電流最大值，得到限流電抗器電抗取值?？梢赃_(dá)到如下有益技術(shù)效果：

(1)無(wú)需在換流器內(nèi)安裝大橋臂電抗，無(wú)需改變系統(tǒng)參數(shù)，保證了換流器原有的性能；

(2)降低了直流側(cè)極間故障電流的大小，保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

(3)設(shè)備參數(shù)通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算獲得，不存在實(shí)地測(cè)量因儀器精度和人工誤差造成的參數(shù)不準(zhǔn)確。

(4)可以根據(jù)工程需要，轉(zhuǎn)換既定參數(shù)，根據(jù)線路運(yùn)行要求進(jìn)行限流電抗器的選擇。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的流程圖；

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例的直流側(cè)極對(duì)極故障電流等效電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其具體實(shí)施方式。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

參見(jiàn)圖1及圖2所示，本發(fā)明的用于架空線的柔直直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定方法，包括如下步驟：

1)、直流側(cè)發(fā)生短路后將系統(tǒng)短路電流分為電容放電和交流注入兩部分，得到故障后故障電流上升的速度；

2)、依據(jù)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的臨界保護(hù)電流值、保護(hù)延遲時(shí)間以及保護(hù)響應(yīng)時(shí)間確定保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值；

3)、為防止橋臂損壞，故障電流最大值不應(yīng)大于橋臂所能承受電流最大值，綜合考慮建設(shè)成本可得到限流電抗器電抗參數(shù)取值。

步驟1)所述的故障后故障電流上升的速度按如下公式計(jì)算：

其中，udc為直流側(cè)電壓，us為交流測(cè)相電壓，l為橋臂電抗，ldc為限流電抗，lσ為交流側(cè)電抗。

步驟2)所述的保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值按照如下公式計(jì)算：

iarm_fault_max＝ipro+karm_fault(tpro+ts)

其中，ipro保護(hù)啟動(dòng)臨界電流值，tpro為保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間，ts為保護(hù)響應(yīng)延遲時(shí)間。

步驟3)所述的故障電流最大值不應(yīng)大于橋臂所能承受電流最大值，即令兩參數(shù)相等，所述限流電抗取值范圍按照如下公式計(jì)算：

實(shí)施例：

現(xiàn)有用于架空線的高壓大容量柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定的主要方法主要采用實(shí)地測(cè)量與實(shí)驗(yàn)的方法，然而受到測(cè)量設(shè)備、操作人員熟練程度等方面的影響，測(cè)量與實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能存在不可信的情況，需要進(jìn)一步地研究影響試驗(yàn)結(jié)果的因素及其作用機(jī)理，篩選可信值加以利用?？紤]到建設(shè)成本以及建設(shè)周期等因素，完全通過(guò)實(shí)地考察來(lái)得到換流器直流側(cè)限流電抗器參數(shù)是不實(shí)際的。為節(jié)省時(shí)間與成本，必須理論地計(jì)算限流電抗器的電抗值。如果可以提出一種通過(guò)理論計(jì)算的方法，準(zhǔn)確地得到限流電抗器參數(shù)，則能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題?；诖耍景l(fā)明提出一種直流側(cè)限流電抗器參數(shù)的確定方法。

參見(jiàn)圖1所示，是本發(fā)明用于架空線的高壓大容量柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)限流電抗器參數(shù)的確定方法流程圖；該方法包括：

步驟101：直流側(cè)發(fā)生短路后將系統(tǒng)短路電流分為電容放電和交流饋入兩部分，得到故障后保護(hù)啟動(dòng)之前故障電流上升的速度；

步驟102：依據(jù)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的臨界保護(hù)電流值、保護(hù)延遲時(shí)間以及保護(hù)響應(yīng)時(shí)間確定保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值；

步驟103：故障電流最大值應(yīng)小于等于橋臂所能承受電流最大值，綜合考慮建設(shè)成本可得到限流電抗器電抗參數(shù)取值。

具體實(shí)施時(shí)，步驟101可以采取如下方法進(jìn)行，直流側(cè)發(fā)生短路后，系統(tǒng)短路電流分為電容放電和交流饋入兩部分，得到兩部分電流所在回路等效電路圖，根據(jù)吉爾霍夫電壓定律得到故障后保護(hù)啟動(dòng)之前故障電流上升的速度；

其中，udc為直流側(cè)電壓，us為交流測(cè)相電壓，l為橋臂電抗，ldc為限流電抗，lσ為交流側(cè)電抗。

具體實(shí)施時(shí)，步驟102中，保護(hù)啟動(dòng)前電流一直處于上升狀態(tài)，依據(jù)保護(hù)系統(tǒng)設(shè)置的臨界保護(hù)電流值、保護(hù)延遲時(shí)間以及保護(hù)響應(yīng)時(shí)間確定保護(hù)啟動(dòng)前故障電流的最大值；

iarm_fault_max＝ipro+karm_fault(tpro+ts)

其中，ipro保護(hù)啟動(dòng)臨界電流值，tpro為保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間，ts為保護(hù)響應(yīng)延遲時(shí)間。

具體實(shí)施時(shí)，在步驟103中，為防止橋臂損壞，故障電流最大值不應(yīng)大于橋臂所能承受電流最大值；同時(shí)，考慮建設(shè)成本，限流電抗器應(yīng)盡可能小，得到限流電抗器電抗參數(shù)取值；

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提出的用于架空線的高壓大容量柔性直流輸電系統(tǒng)直流側(cè)限流電抗器參數(shù)確定的主要方法，無(wú)需在換流器內(nèi)安裝大橋臂電抗，無(wú)需改變系統(tǒng)參數(shù)，保證了換流器原有的性能；降低了直流側(cè)極間故障電流的大小，保證了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性；設(shè)備參數(shù)通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算獲得，不存在實(shí)地測(cè)量因儀器精度和人工誤差造成的參數(shù)不準(zhǔn)確；可以根據(jù)工程需要，轉(zhuǎn)換既定參數(shù)，根據(jù)線路運(yùn)行要求進(jìn)行限流電抗器的選擇。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明實(shí)施例的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明實(shí)施例不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡對(duì)本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。