一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)的分析方法，具體涉及一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法。該方法利用搭建換流閥系統(tǒng)仿真模型的方法得到直流系統(tǒng)大角度運(yùn)行時(shí)閥內(nèi)的電壓、電流應(yīng)力以及阻尼回路、避雷器損耗。綜合不同的阻尼回路損耗及換相過沖電壓峰值，可以找到阻尼參數(shù)配置的最優(yōu)方案。由仿真得到的閥避雷器漏電流波形可直觀地?fù)Q流閥在大角度運(yùn)行時(shí)，避雷器是否動(dòng)作；由避雷器損耗即可判斷換流閥是否可在大角度情況下長期穩(wěn)定運(yùn)行，本發(fā)明的方法直觀簡便，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)的分析方法，具體講涉及一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]換流閥是高壓直流輸電系統(tǒng)的核心設(shè)備，其運(yùn)行性能直接決定了直流系統(tǒng)的運(yùn)行性能。通常在額定運(yùn)行時(shí)，觸發(fā)角α和熄弧角Υ處于額定值附近，但在直流系統(tǒng)大角度運(yùn)行時(shí)，直流電壓降低，觸發(fā)角α和熄弧角Y增大，換流閥內(nèi)各電氣元件承受的電壓應(yīng)力增大，阻尼回路的損耗增加，避雷器轉(zhuǎn)移能量增加等一系列問題。因而研究直流輸電換流閥的大角度運(yùn)行能力具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有的關(guān)于直流輸電系統(tǒng)大角度運(yùn)行能力的研究成果很少，一些文獻(xiàn)對直流工程的運(yùn)行方式進(jìn)行了介紹，在大角度運(yùn)行方式下對直流工程的某一類運(yùn)行、控制特性進(jìn)行了分析，但都是基于換流設(shè)備的理想運(yùn)行狀態(tài)，并沒有考慮換流設(shè)備對于大角度運(yùn)行時(shí)對電壓、電流及損耗的承受能力。實(shí)際上，換流器在大角度運(yùn)行時(shí)，將引起換流器消耗的無功功率增加，換流閥內(nèi)各電氣元件承受的電壓應(yīng)力增大，阻尼回路的損耗增加，避雷器轉(zhuǎn)移能量增加等一系列問題。鑒于水冷系統(tǒng)的效率，對損耗的限制將相對嚴(yán)格，因而直流輸電換流閥的大角度運(yùn)行能力問題成為一個(gè)工程上亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法，該方法采用仿真方式研究換流閥大角度運(yùn)行時(shí)換流閥內(nèi)的電壓應(yīng)力、電流應(yīng)力和元器件損耗等，可分析換流閥是否可在大角度情況下長期穩(wěn)定運(yùn)行，方法直觀簡便，易于實(shí)現(xiàn)。
[0005]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明提供一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法下述步驟:
[0007]( I)搭建換流閥系統(tǒng)模型；
[0008](2)配置避雷器；
[0009](3)換流閥大角度運(yùn)行能力分析。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟(I)中，搭建換流閥系統(tǒng)模型包括下述子步驟:
[0011]Α、搭建12脈動(dòng)換流單元，由兩個(gè)6脈動(dòng)換流單元串聯(lián)組成；
[0012]B、輸入?yún)?shù)到12脈動(dòng)換流單元，參數(shù)包括:晶閘管通態(tài)壓降叫、晶閘管斜率電阻Rt、換流閥阻尼電容Cs、換流閥阻尼電阻Rs、直流均壓電阻Rd。、飽和電抗器不飽和電感值Lli和雜散電容容值Cf。
[0013]較優(yōu)選的，所述6脈動(dòng)換流單元包括:換流變壓器、換流閥和閥避雷器；換流變壓器通過換流閥系統(tǒng)的等效電抗器與三相整流橋連接；三相整流橋的每一相均由上下兩橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂均由換流閥構(gòu)成；每個(gè)換流閥兩端并聯(lián)閥避雷器；[0014]所述換流閥包括阻尼回路、直流均壓回路、晶閘管、飽和電抗器和閥內(nèi)雜散電容；所述阻尼回路、直流均壓回路和晶閘管并聯(lián)后組成阻尼回路-直流均壓回路-晶閘管并聯(lián)支路，阻尼回路-直流均壓回路-晶閘管并聯(lián)支路與飽和電抗器串聯(lián)與閥內(nèi)雜散電容并聯(lián)；直流均壓回路由均壓電阻實(shí)現(xiàn)。
[0015]較優(yōu)選的，兩個(gè)6脈動(dòng)換流單元的兩個(gè)換流變壓器，一個(gè)為星型連接，一個(gè)為三角形連接。
[0016]優(yōu)選的，所述步驟(2)中，配置避雷器包括下述子步驟:
[0017]〈1>根據(jù)單片避雷器閥片的伏安特性及換流閥操作過電壓保護(hù)水平，確定閥避雷器所需串聯(lián)片數(shù)，按下式計(jì)算:
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種換流閥大角度運(yùn)行能力分析方法，其特征在于，所述方法下述步驟: (1)搭建換流閥系統(tǒng)模型； (2)配置避雷器； (3)換流閥大角度運(yùn)行能力分析。
2.如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟(1)中，搭建換流閥系統(tǒng)模型包括下述子步驟: A、搭建12脈動(dòng)換流單元，由兩個(gè)6脈動(dòng)換流單元串聯(lián)組成； B、輸入?yún)?shù)到12脈動(dòng)換流單元，參數(shù)包括:晶閘管通態(tài)壓降Ut、晶閘管斜率電阻Rt、換流閥阻尼電容Cs、換流閥阻尼電阻Rs、直流均壓電阻Rd。、飽和電抗器不飽和電感值Lli和雜散電容容值Cf。
3.如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述6脈動(dòng)換流單元包括:換流變壓器、換流閥和閥避雷器；換流變壓器通過換流閥系統(tǒng)的等效電抗器與三相整流橋連接；三相整流橋的每一相均由上下兩橋臂構(gòu)成，每個(gè)橋臂均由換流閥構(gòu)成；每個(gè)換流閥兩端并聯(lián)閥避雷器； 所述換流閥包括阻尼回路、直流均壓回路、晶閘管、飽和電抗器和閥內(nèi)雜散電容；所述阻尼回路、直流均壓回路和晶閘管并聯(lián)后組成阻尼回路-直流均壓回路-晶閘管并聯(lián)支路，阻尼回路-直流均壓回路-晶閘管并聯(lián)支路與飽和電抗器串聯(lián)與閥內(nèi)雜散電容并聯(lián)；直流均壓回路由均壓電阻實(shí)現(xiàn)。
4.如權(quán)利要求2所述的分析方法，其特征在于，兩個(gè)6脈動(dòng)換流單元的兩個(gè)換流變壓器，一個(gè)為星型連接，一個(gè)為三角形連接。
5.如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟(2)中，配置避雷器包括下述子步驟: 〈1>根據(jù)單片避雷器閥片的伏安特性及換流閥操作過電壓保護(hù)水平，確定閥避雷器所需串聯(lián)片數(shù)，按下式計(jì)算:
6.如權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟(3)中，換流閥大角度運(yùn)行能力分析包括下述子步驟: I、換流閥關(guān)斷時(shí)換相過沖電壓仿真，得到換相過沖電壓峰值，過沖系數(shù)在1.3以下； I1、確定避雷器泄漏電流及損耗，由下式計(jì)算得到:

7.如權(quán)利要求6所述的分析方法，其特征在于，所述阻尼回路包括:阻尼電阻和阻尼電容；阻尼參數(shù)包括阻尼電阻的阻值和阻尼電容的容值。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103577708SQ201310574343
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】湯廣福, 魏曉光, 許韋華, 袁兆祥, 曹均正 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院