一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了高壓直流輸電運行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】中的一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法。該方法為：1：建立交直流系統(tǒng)相互作用的簡化模型，引入短路比的概念來表征交流系統(tǒng)的強度；2：建立交直流系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，對其中的變量進行初始化；3：對步驟2中方程組進行求解，得到連接于不同強度的交流系統(tǒng)下整流站的運行特性。本方法通過戴維南等值方法將交流系統(tǒng)進行簡單等效，并將表征交流系統(tǒng)強度的短路比和等值阻抗模值建立了關(guān)系，能方便地修改交流系統(tǒng)的強度，然后通過求解描述整流站運行特性的方程組，得到連接于不同強度交流系統(tǒng)下的整流站運行特性曲線，該方法對研究直流輸電系統(tǒng)的輸送能力及穩(wěn)定性提出了新的思路。
【專利說明】一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運行和控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國直流輸電技術(shù)的發(fā)展以及“西電東送，全國聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的實施，直流工程在我國電力輸送中發(fā)揮著越來越重要的作用。高壓直流輸電有著經(jīng)濟靈活、可控性強等優(yōu)點，在大容量、遠距離輸電方面有著很大的優(yōu)勢，但是在輸送能力方面，直流輸電系統(tǒng)是有限制的，其決定性因素是所連交流系統(tǒng)的強度。
[0003]在已有的研究中，交流系統(tǒng)強弱的劃分標準是依據(jù)其短路比(SCR)的大小，即交流系統(tǒng)與所連直流系統(tǒng)容量的相對大小，短路比越小，交流系統(tǒng)越弱。對于直流輸電系統(tǒng)，換流母線的短路比(SCR)同時也是評價交流電網(wǎng)電壓支撐能力和接受直流功率能力的重要量化指標，短路比被廣泛應(yīng)用于受端電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及直流系統(tǒng)的運行分析。
[0004]與受端系統(tǒng)相比，送端電網(wǎng)基本只由若干巨型電站與整流站群連結(jié)構(gòu)成多直流送出系統(tǒng)，電源形式單一、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)薄弱，交直流系統(tǒng)相互影響程度遠大于受端。送端交流線路短路、大容量發(fā)電機退出運行等故障都會對多直流產(chǎn)生影響，直流系統(tǒng)有功功率的波動直接影響無功功率的消納，送端系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性和電壓穩(wěn)定性都面臨嚴峻考驗，同時會對受端系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響，進而對交流系統(tǒng)產(chǎn)生更大沖擊。
[0005]目前的研究認為逆變運行時直流輸電對交流系統(tǒng)強度的要求更為突出，因此大都以逆變站為研究對象分析直流輸電系統(tǒng)的輸送能力及穩(wěn)定性，幾乎沒有從理論上分析過連接于不同強度的整流站的運行特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中提到的問題，本發(fā)明提出了一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法，該方法包括以下步驟:
[0007]步驟1:建立交直流系統(tǒng)相互作用的簡化模型，并引入短路比的概念來表征交流系統(tǒng)的強度；
[0008]步驟2:基于步驟I建立的交直流系統(tǒng)，建立其數(shù)學(xué)模型并用方程組表示，對方程組中的變量進行初始化；
[0009]步驟3:對步驟2中方程組進行求解，最終得到連接于不同強度的交流系統(tǒng)下整流站的運行特性。
[0010]所述步驟I中的簡化模型為:采用戴維南等值方法，將交流系統(tǒng)等效為一個理想電壓源與等值阻抗串聯(lián)的形式，交流濾波器和無功補償電容等效為一個并聯(lián)在換流母線上的等效導(dǎo)納，換流器為整流器。
[0011]所述步驟I中的短路比定義為換流母線的短路容量與額定直流功率的比值，具體公式為:[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法，所述分析方法包括以下步驟: 步驟1:建立交直流系統(tǒng)相互作用的簡化模型，并引入短路比的概念來表征交流系統(tǒng)的強度； 步驟2:基于步驟I建立的交直流系統(tǒng)，建立其數(shù)學(xué)模型并用方程組表示，對方程組中的變量進行初始化； 步驟3:對步驟2中方程組進行求解，最終得到連接于不同強度的交流系統(tǒng)下整流站的運行特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法，其特征在于，所述步驟I中的簡化模型為:采用戴維南等值方法，將交流系統(tǒng)等效為一個理想電壓源與等值阻抗串聯(lián)的形式，交流濾波器和無功補償電容等效為一個并聯(lián)在換流母線上的等效導(dǎo)納，換流器為整流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法，其特征在于，所述步驟I中的短路比定義為換流母線的短路容量與額定直流功率的比值，具體公式為:
Pm Pm I^l 其中，Sac表示換流母線的短路容量，Ptffl表示額定直流功率，Un表示換流母線的額定電壓，Z表示交流系統(tǒng)的等值阻抗； 分別取換流母線的額定電壓和額定直流功率為系統(tǒng)電壓和功率的基準值，那么短路比還表示為以下形式:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法，其特征在于，所述步驟2中的方程組為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連接不同強度交流系統(tǒng)的整流站運行特性的分析方法，其特征在于，所述步驟2中的變量分為三類: 換流站設(shè)備參數(shù):ST，uk%，C，K，Bc, τ和Xd ; 送端系統(tǒng)參數(shù):|Ζ I和Θ ；
運行狀態(tài)變量:α，μ , Ud, Id, Pd, Qd, U, δ，Pac, Qac, Qc, Ε, Ui, Ψ 和 Y。
【文檔編號】H02J5/00GK103762622SQ201410015293
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】劉崇茹, 韓玉蓉, 易俊, 張夢琳, 張健, 魏佛送, 吳萍, 李庚銀 申請人:華北電力大學(xué), 中國電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)上海市電力公司