專利名稱：一種評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行控制領(lǐng)域，具體涉及一種評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法。
背景技術(shù)：
在大容量、遠(yuǎn)距離輸電方面，超/特高壓直流輸電比交流輸電方式更具優(yōu)勢，直流輸電系統(tǒng)能夠高度靈活地控制輸電功率，線路損耗更小，所以利用直流輸電技術(shù)解決大規(guī)模電力遠(yuǎn)距離外送具有廣闊的前景。由于許多電源基地處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，若干個(gè)巨型電站通過交流線路與直流換流站聯(lián)結(jié)構(gòu)成送端系統(tǒng)，與大容量的交流主網(wǎng)連接薄弱，甚至無電氣連接，就形成了直流孤島送電的輸電方式?；陔娏髟葱蛽Q流元件的直流輸電系統(tǒng)具有無功消耗大、控制復(fù)雜的問題，需要交流系統(tǒng)的支持；直流輸電系統(tǒng)從投入運(yùn)行至正常運(yùn)行受到眾多條件的約束，因此在直流孤島送電系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行等方面存在許多問題，特別是構(gòu)建直流孤島送電系統(tǒng)時(shí)如何評估系統(tǒng)安全穩(wěn)定水平，對直流系統(tǒng)、送端電站以及聯(lián)絡(luò)線提出何種技術(shù)要求，是需要解決的重要問題。在交直流系統(tǒng)理論研究和工程應(yīng)用中，通常采用短路比的概念來評估交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)之間的相對強(qiáng)弱關(guān)系，在常規(guī)直流工程設(shè)計(jì)中，通常要求直流受端系統(tǒng)的短路比達(dá)到3以上，對送端系統(tǒng)沒有明確的規(guī)定。對于直流孤島送電系統(tǒng)，缺乏對送端系統(tǒng)短路比的技術(shù)要求，需要結(jié)合直流孤島送電系統(tǒng)的特性，對短路比指標(biāo)提出明確的要求。

發(fā)明內(nèi)容
基于上述目的，本發(fā)明提供一種評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法，為直流孤島送電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)與安全運(yùn)行提供依據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法，其改進(jìn)之處在于，所述評估方法包括如下步驟如下步驟1 計(jì)算滿足直流孤島送電規(guī)模的送端系統(tǒng)最小短路比SCIi1 ；步驟2 計(jì)算滿足送端系統(tǒng)工頻過電壓要求的送端系統(tǒng)最小短路比SC& ；步驟3 計(jì)算滿足換流站交流濾波器投切對系統(tǒng)電壓波動影響的送端系統(tǒng)最小短路比SCR3 ； 步驟4 綜合所述步驟1至步驟3得到的所述SCR1、所述SC&和所述SCIi3計(jì)算結(jié)果，得出直流孤島送電系統(tǒng)送端最小短路比SCR ；步驟5 計(jì)算滿足所述直流孤島送電系統(tǒng)送端最小短路比SCR的換流站與電源的連接距離；依據(jù)最小短路比SCR，以及在SCR計(jì)算公式中送端線路、升壓變壓器和發(fā)電機(jī)參數(shù)的影響，對直流孤島送電系統(tǒng)是否滿足系統(tǒng)接入要求進(jìn)行評估。本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述步驟1中依次進(jìn)行下述計(jì)算得到滿足直流孤島送電規(guī)模系統(tǒng)的最小短路比SCIi1 ；直流系統(tǒng)需要滿足如下方程
權(quán)利要求
1.一種評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法，其特征在干，所述評估方法包括如下 步驟步驟1 計(jì)算滿足直流孤島送電規(guī)模的送端系統(tǒng)最小短路比SCI^1 ； 步驟2 計(jì)算滿足送端系統(tǒng)エ頻過電壓要求的送端系統(tǒng)最小短路比SCI^2 ； 步驟3 計(jì)算滿足換流站交流濾波器投切對系統(tǒng)電壓波動影響的送端系統(tǒng)最小短路比 SCR3 ；步驟4 綜合所述步驟1至步驟3得到的所述SCR1、所述SCI^2和所述SCI^3計(jì)算結(jié)果，得 出直流孤島送電系統(tǒng)送端最小短路比SCR ；步驟5 計(jì)算滿足所述直流孤島送電系統(tǒng)送端最小短路比SCR的換流站與電源的連接距離。依據(jù)最小短路比SCR，以及在計(jì)算公式中送端線路、升壓變壓器和發(fā)電機(jī)參數(shù)的影響， 對直流孤島送電系統(tǒng)是否滿足系統(tǒng)接入要求進(jìn)行評估。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在干，在所述步驟1中依次進(jìn)行下述計(jì)算得到滿足直流孤島送電規(guī)模的送端系統(tǒng)最小短路比SCR1 ；直流系統(tǒng)需要滿足如下方程‘3Pdr = (Udr0 COSQT _—XrId)Id Ttル=ルtan[隱。+ び+凡)]く3⑴Pdl= (Pdl0 COS ダ-—X1IJIdTt仏=なan—C。sC。S, + 7(, +凡)]、ム式中，Pto和Pdi分別為送、受端直流有功功率；Qto和Qdi分別為送、受端換流站消耗的無 功功率；Udrfl和Uditl分別為送、受端空載直流電壓；Id為直流電流；a和Y分別為觸發(fā)角和 熄弧角；和P i分別為送、受端換相角和Xi分別為送、受端等值換相電抗。 交流線路輸電功率需要滿足下式Pac =^sinS< x (2)n _ U2s-UsUrcosS[^ac _X式中，PAe和分別為交流等值線路傳輸?shù)挠泄蜔o功功率，s為等值線路兩端母線 電壓功角差，Us和Ur為等值線路首末端母線電壓，X為等值電抗。對于交直流系統(tǒng)，直流接 入的交流系統(tǒng)應(yīng)具備承擔(dān)直流輸電功率的能力，交直流需要相互匹配，交流系統(tǒng)的靜穩(wěn)極 限不應(yīng)小于交直流系統(tǒng)之間的功率交換。在不考慮線路損耗的情況下，有ト=A(3)[Qac =Qc-Qd式中Pd為直流輸電功率，Qd為換流站消耗的無功功率，Qc為換流母線濾波器和電容器 輸出的無功功率；當(dāng)系統(tǒng)等值電抗為X時(shí)，選取換流母線電壓為基準(zhǔn)電壓，直流輸送功率Pd為基準(zhǔn)功率，有
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟2中用下述計(jì)算得到滿足送端系統(tǒng)工頻過電壓要求的送端最小短路比SC& ；當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生閉鎖的瞬間，發(fā)電機(jī)及其電壓調(diào)節(jié)器未動作，且換流站交流濾波器及無功補(bǔ)償裝置未切除。因此，在交直流系統(tǒng)不同連接強(qiáng)弱關(guān)系條件下，當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生甩負(fù)荷的情況時(shí)，有
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟3中用下述計(jì)算得到滿足換流站交流濾波器投切對系統(tǒng)電壓波動影響的送端系統(tǒng)最小短路比SCR3 ；直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與電壓水平密切相關(guān)；當(dāng)忽略有功功率對電壓的影響后，有
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3、4所述的方法，其特征在于，在所述步驟4中根據(jù)所述步驟1至步驟3分別得到的SCI^、SCR2和SCR3,通過對SCRp SCR2和SCR3的推導(dǎo)和分析，可以得出以下結(jié)論直流孤島送電系統(tǒng)送端最小短路比SCR應(yīng)大于2. 6。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述步驟5中根據(jù)所述步驟4得出的所述直流孤島送電系統(tǒng)送端最小短路比SCR，用下述計(jì)算得到滿足短路比SCR要求的發(fā)電機(jī)直軸次暫態(tài)電抗、變壓器電抗和交流線路的參數(shù)；發(fā)電機(jī)直軸和交軸次暫態(tài)電勢E",分別與發(fā)電機(jī)直軸和交軸轉(zhuǎn)子回路的磁鏈相關(guān)，均具有短路前后瞬間不變的特性。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法，針對直流孤島送電系統(tǒng)，推導(dǎo)得出維持直流額定輸電功率對短路比的技術(shù)要求、維持直流送端換流母線合理工頻過電壓水平對短路比的技術(shù)要求、以及滿足直流系統(tǒng)濾波器投切系統(tǒng)電壓波動限值對短路比的技術(shù)要求；在此基礎(chǔ)上，綜合三方面因素提出直流對送端孤島系統(tǒng)短路比的綜合要求，并考慮發(fā)電機(jī)和升壓變壓器等值電抗影響，求解出送端發(fā)電廠與直流整流站之間的臨界交流聯(lián)絡(luò)線路長度和各因素對短路比的影響程度，完成對給定直流孤島送電系統(tǒng)是否滿足系統(tǒng)接入要求的評估；本發(fā)明提供的評估直流孤島送電系統(tǒng)接入要求的方法，可以為直流孤島送電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供評估指標(biāo)和技術(shù)依據(jù)。
文檔編號H02J3/38GK102368619SQ20111032853
公開日2012年3月7日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者郭小江, 郭強(qiáng) 申請人:中國電力科學(xué)研究院