高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)故障仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)故障 錄波的仿真回放方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在實際運行的高壓直流輸電系統(tǒng)中，當(dāng)交流系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致直流系統(tǒng)不能正常 運行時，換流站二次系統(tǒng)將會觸發(fā)換流站故障錄波系統(tǒng)，將故障前后的換流站各信號波形 予以保存；如果能夠利用好實際系統(tǒng)的真實故障數(shù)據(jù)，在高壓直流輸電系統(tǒng)的詳細(xì)模型中 進行故障回放，將幫助工程人員分析交直流系統(tǒng)相互影響機理，優(yōu)化改進直流控制保護系 統(tǒng)，從而提高直流運行的可靠性。
[0003] 但由于直流系統(tǒng)的控制較交流系統(tǒng)要復(fù)雜的多，其電氣量信號和控制信號要遠多 于交流輸電系統(tǒng)，因此相應(yīng)的直流模型仿真規(guī)模龐大，單次仿真時間耗時較長，因而其故障 仿真回放也面臨著一些難題：例如，如何選取適當(dāng)?shù)墓收箱洸〝?shù)據(jù)，使得直流控制保護模型 能夠盡可能真實的反應(yīng)實際故障情況；如何提高直流輸電系統(tǒng)故障回放精度，減小仿真所 需次數(shù)，提高故障仿真回放效率。
[0004] 傳統(tǒng)的高壓直流系統(tǒng)故障錄波仿真方法，并沒有解決上述技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真 回放方法。
[0006] -種高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法，包括如下步驟：
[0007] 通過數(shù)據(jù)讀入模塊獲取高壓直流輸電系統(tǒng)故障前后整流站和逆變站交流母線的 電壓波形數(shù)據(jù)，并輸出至高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型的整流站和逆變站故障波形電壓源；
[0008] 分別將整流站和逆變站的故障波形電壓源與理想電壓源并列，并分別通過斷路器 接入整流側(cè)和逆變側(cè)的交流母線，將故障波形電壓源短路器斷開，并將理想電壓源斷路器 閉合；
[0009] 根據(jù)故障波形電壓源在高壓直流輸電系統(tǒng)故障前設(shè)定時刻的電壓幅值和相位，通 過幅值相位調(diào)整模塊輸出預(yù)期的電壓值和相位值信號，并將所述電壓值和相位值信號輸入 到理想電壓源；
[0010] 將理想電壓源的電壓值和相位值信號分別與故障波形電壓源故障前設(shè)定時刻的 電壓幅值和相位進行對比；當(dāng)理想電壓源的電壓值和相位值信號分別與故障波形電壓源故 障前設(shè)定時刻的幅值和相位一致時，通過幅值相位調(diào)整模塊輸出切換時刻信號；
[0011] 根據(jù)所述切換時刻信號，通過切換控制開關(guān)閉合故障波形電壓源斷路器，斷開理 想電壓源斷路器，對高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的進行仿真回放。
[0012] 上述高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法，通過數(shù)據(jù)讀入模塊分別獲取高 壓直流輸電系統(tǒng)故障前后整流站和逆變站故障波形電壓源的幅值和相位，并根據(jù)所述幅值 和相位分別對整流站和逆變站理想電壓源的幅值和相位進行調(diào)整，使其和故障波形電壓源 的幅值和相位保持一致；再通過切換控制開關(guān)控制故障波形電壓源斷路器和理想電壓源斷 路器的開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)理想電壓源與基于故障錄波數(shù)據(jù)的故障波形電壓源的平穩(wěn)切換，避 免了手動多次調(diào)整仿真參數(shù)的過程，減少了仿真次數(shù)，實現(xiàn)了高壓直流輸電系統(tǒng)的故障錄 波自動仿真回放，提高了故障回放準(zhǔn)確性和仿真效率。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發(fā)明的一個實施例的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法流程 圖；
[0014] 圖2為本發(fā)明的另一個實施例的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法中 步驟S3的方法流程圖；
[0015] 圖3為兩端尚壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016] 圖4為傳統(tǒng)兩端高壓直流輸電系統(tǒng)的單極等值電路圖；
[0017] 圖5為兩端高壓直流輸電系統(tǒng)的逆變站的故障錄波受控電壓源與理想電壓源并 列模型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖6為本發(fā)明的另一個實施例的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法的 幅值相位調(diào)整模塊的工作原理圖；
[0019] 圖7為采用手動調(diào)整時的故障波形電壓源與理想電壓源波形比較示意圖；
[0020] 圖8為采用手動調(diào)整時的直流電壓故障仿真波形與實際錄波波形對比示意圖；
[0021] 圖9為應(yīng)用本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法后的故障波形 電壓源與理想電壓源波形比較圖；
[0022] 圖10為應(yīng)用本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法后的直流電壓 故障仿真波形與實際錄波波形對比示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為了更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳 實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案，進行清楚和完整的描述。
[0024] 如圖1所示，圖1為本發(fā)明的一個實施例的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回 放方法流程圖。
[0025] -種高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法，包括如下步驟：
[0026] 步驟Sl :通過數(shù)據(jù)讀入模塊獲取高壓直流輸電系統(tǒng)故障前后整流站和逆變站交 流母線的電壓波形數(shù)據(jù)，并輸出至高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型的整流站和逆變站故障波形 電壓源；
[0027] 步驟Sl :分別將整流站和逆變站的故障波形電壓源與理想電壓源并列，并分別通 過斷路器接入整流側(cè)和逆變側(cè)的交流母線，將故障波形電壓源短路器斷開，并將理想電壓 源斷路器閉合；
[0028] 步驟S2 :根據(jù)故障波形電壓源在高壓直流輸電系統(tǒng)故障前設(shè)定時刻的電壓幅值 和相位，通過幅值相位調(diào)整模塊輸出預(yù)期的電壓值和相位值信號，并將所述電壓值和相位 值信號輸入到理想電壓源；
[0029] 步驟S3 :將理想電壓源的電壓值和相位值信號分別與故障波形電壓源故障前設(shè) 定時刻的電壓幅值和相位進行對比；當(dāng)理想電壓源的電壓值和相位值信號分別與故障波形 電壓源故障前設(shè)定時刻的幅值和相位一致時，通過幅值相位調(diào)整模塊輸出切換時刻信號；
[0030] 步驟S4 :根據(jù)所述切換時刻信號，通過切換控制開關(guān)閉合故障波形電壓源斷路 器，斷開理想電壓源斷路器，對高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的進行仿真回放。
[0031] 上述高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法，通過數(shù)據(jù)讀入模塊分別獲取高 壓直流輸電系統(tǒng)故障前后整流站和逆變站故障波形電壓源的幅值和相位，并根據(jù)所述幅值 和相位分別對整流站和逆變站理想電壓源的幅值和相位進行調(diào)整，使其和故障波形電壓源 的幅值和相位保持一致；再通過切換控制開關(guān)控制故障波形電壓源斷路器和理想電壓源斷 路器的開關(guān)狀態(tài)，實現(xiàn)理想電壓源與基于故障錄波數(shù)據(jù)的故障波形電壓源的平穩(wěn)切換，避 免了手動多次調(diào)整仿真參數(shù)的過程，減少了仿真次數(shù)，實現(xiàn)了高壓直流輸電系統(tǒng)的故障錄 波自動仿真回放，提高了故障回放準(zhǔn)確性和仿真效率。
[0032] 如圖2所示，圖2為本發(fā)明的另一個實施例的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真 回放方法中步驟S3的方法流程圖。
[0033] 在本實施例中，本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法中，所述將 理想電壓源的電壓值和相位值信號分別與故障波形電壓源故障前設(shè)定時刻的電壓幅值和 相位進行對比；當(dāng)理想電壓源的電壓值和相位值信號分別與故障波形電壓源故障前設(shè)定時 刻的幅值和相位一致時，通過幅值相位調(diào)整模塊輸出切換時刻信號的步驟包括：
[0034] 步驟S301 :根據(jù)高壓直流輸電系統(tǒng)故障前故障波形電壓源的波形峰值數(shù)據(jù)，計算 故障波形電壓源故障前的線電壓有效值；
[0035] 步驟S302 :將所述線電壓有效值作為幅值相位調(diào)整模塊的線電壓有效值信號的 輸出信號，并將所述輸出信號輸入到理想電壓源；
[0036] 步驟S303 :通過幅值相位調(diào)整模塊，計算理想電壓源A相的電壓相位值；
[0037] 步驟S304 :根據(jù)時間差最小原則，計算故障波形電壓源和理想電壓源幅值相同的 時刻，并計算所述時刻故障波形電壓源和理想電壓源的相位差；
[0038] 步驟S305 :根據(jù)所述理想電壓源A相的電壓相位值及所述時刻故障波形電壓源和 理想電壓源的相位差，通過幅值相位調(diào)整模塊對理想電壓源進行調(diào)整；
[0039] 步驟S306 :當(dāng)故障波形電壓源故障前設(shè)定時刻的相位值與理想電壓源的相位值 接近一致時，通過幅值相位調(diào)整模塊產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號，并將所述觸發(fā)脈沖信號進行展寬 延時后通過幅值相位調(diào)整模塊輸出切換時刻信號。
[0040] 在其中一個實施例中，本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法，所 述計算故障波形電壓源故障前的線電壓有效值的步驟包括：
[0042] 式中，Ums表示線電壓有效值，U _k表示故障波形電壓源故障前設(shè)定時刻的相電壓 峰值。
[0043] 在其中一個實施例中，本發(fā)明的高壓直流輸電系統(tǒng)故障錄波的仿真回放方法，所 述通過幅值相位調(diào)整模塊，計算理想電壓源A相的電壓相位值的步驟包括：
[0044] 所述幅值相位調(diào)