一種計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電系統(tǒng)換流站配置有一定數(shù)量的直流濾波器，用以濾除換流器運行產(chǎn)生的諧波電流，減少直流系統(tǒng)運行時對鄰近通信線路的干擾。電力系統(tǒng)過電壓是危害電力系統(tǒng)安全運行的主要因素之一。直流輸電系統(tǒng)在遭受雷擊、操作、故障或其它原因而產(chǎn)生的過電壓后一旦發(fā)生設(shè)備絕緣擊穿事故引起直流系統(tǒng)停運，就有可能造成負荷中心失去大容量的電力供應(yīng)，進而危及大區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，后果將十分嚴(yán)重。
[0003]隨著直流輸電系統(tǒng)直流電壓等級的提高，由于直流濾波器過電壓引起的事故的可能性也越來越高。目前對直流濾波器元件的暫態(tài)定值選取還沒有標(biāo)準(zhǔn)的計算方法，因此，有必要建立合適的模型對直流濾波器元件的暫態(tài)定值進行仿真研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，用來確定直流濾波器元件的參數(shù)，為高壓直流輸電工程的可靠運行提供有力保障。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，在電力系統(tǒng)仿真軟件中根據(jù)實際電力系統(tǒng)運行狀況建立仿真模型；所述仿真模型包括連接在極線和中性母線之間的直流濾波器，直流濾波器由高壓電容器Cl，高壓電抗器LI，低壓電容器C2和低壓電抗器L2組成；避雷器Fdcl接于高壓電抗器LI的高壓端與低壓電抗器L2的低壓端，避雷器Fdc2接于低壓電抗器L2的兩端，中性母線對地連接有E避雷器；
[0007]通過仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障和直流極線上侵入操作波故障工況，確定直流濾波器避雷器的參考電壓、配合電流、殘壓和能量吸收能力；并確定直流濾波器中電容器和電抗器的過電壓保護水平和流過設(shè)備的沖擊電流數(shù)值。
[0008]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障時，對高壓電容器Cl充電至直流極線操作沖擊保護水平，高壓電容器Cl充電之后，高壓電容器Cl高壓端對地短路放電。
[0009]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，在高壓電容器Cl高壓端與地之間連接可變電感Lx表示直流濾波器高壓端或直流極線不同位置發(fā)生的對地故障。
[0010]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，仿真直流極線上侵入操作波故障時，在極線上施加一個峰值為直流極線操作沖擊保護水平的標(biāo)準(zhǔn)操作波，用來計算直流濾波器避雷器和直流濾波器元件的操作沖擊應(yīng)力。
[0011]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，在極線上通過電源施加一個峰值為直流極線操作沖擊保護水平的標(biāo)準(zhǔn)操作波。
[0012]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，在確定直流濾波器避雷器最大吸收能量時考慮系統(tǒng)重啟動的情況，在直流濾波器高壓端或直流極線對地故障之后，直流線路保護系統(tǒng)嘗試幾次重啟動，確定直流濾波器避雷器最大吸收能量。
[0013]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，所述仿真模型的直流濾波器中連接有表示電容器寄生電感和連接導(dǎo)線雜散電感的電感器。
[0014]作為本發(fā)明進一步優(yōu)選方案，所述的避雷器Fdcl、避雷器Fdcl和避雷器E由非線性電阻表示。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明搭建仿真模型，通過仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障和直流極線上侵入操作波故障工況，可以準(zhǔn)確計算直流濾波器避雷器的參考電壓、配合電流、殘壓和能量吸收能力等重要參數(shù)，并確定直流濾波器中電容器和電抗器的絕緣水平和沖擊電流數(shù)據(jù)，防止由于過電壓產(chǎn)生造成的直流濾波器設(shè)備絕緣擊穿事故，避免直流系統(tǒng)停運，保證大區(qū)電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，為高壓直流輸電工程的可靠性提供有力保障。
【附圖說明】
[0016]圖1為直流濾波器元件暫態(tài)定值計算仿真模型。
【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細描述:
[0018]請參閱圖1所示，在電力系統(tǒng)仿真軟件中根據(jù)實際電力系統(tǒng)運行狀況建立仿真模型；計算和搭建仿真模型時，要考慮直流濾波器高壓端或直流極線對地故障和直流極線上侵入操作波兩種故障工況。所述仿真模型包括連接在高壓側(cè)母線和中性母線之間的直流濾波器，直流濾波器由高壓電容器Cl，高壓電抗器LI，低壓電容器C2和低壓電抗器L2組成；每一支雙調(diào)諧濾波器設(shè)有兩組避雷器。避雷器Fdcl接于高壓電抗器LI的高壓端與低壓電抗器L2的低壓端，避雷器Fdc2接于低壓電抗器L2的兩端，中性母線對地連接有E避雷器；仿真計算時需將其接入回路，避雷器Fdcl、避雷器Fdcl和避雷器E由非線性電阻表示。
[0019]通過仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障和直流極線上侵入操作波兩種故障工況，確定直流濾波器避雷器的參考電壓、配合電流、殘壓和能量吸收能力；并確定直流濾波器中電容器和電抗器的過電壓保護水平和流過設(shè)備的沖擊電流數(shù)值。
[0020]在對直流濾波器高壓端或直流極線對地故障仿真時，首先對高壓電容器Cl充電至直流極線操作沖擊保護水平(SIPL)，高壓電容器充電之后，電容器高壓端對地短路放電。直流濾波器高壓端(或直流極線)對地故障需要考慮直流極線不同位置的對地故障，在仿真模型中用一個可變電感Lx表示。
[0021 ] 對地故障發(fā)生位置離直流濾波器高壓電容器高壓端越遠，可變電感Lx取值越大。流濾波器高壓端或直流極線對地故障之后，直流線路保護系統(tǒng)會嘗試幾次重啟動。在確定直流濾波器避雷器最大吸收能量時需考慮系統(tǒng)重啟動的情況。
[0022]在對直流極線上侵入操作波故障仿真時，與極線對地故障工況不同的是，在直流極線侵入操作波時不需對電容器充電，也不需在很大范圍內(nèi)改變Lx的值來尋找濾波器各設(shè)備暫態(tài)應(yīng)力的最大值，只需要在極線上施加一個峰值為直流極線操作沖擊保護水平(SIPL)的標(biāo)準(zhǔn)操作波(250/2500 μ S)，用來計算直流濾波器避雷器和直流濾波器元件的操作沖擊應(yīng)力。
[0023]另外，針對實際運行情況，應(yīng)考慮換流站站內(nèi)接地和接地極接地兩種情況，從兩者的計算結(jié)果中選取最大應(yīng)力。
[0024]在確定直流濾波器避雷器最大吸收能量時考慮系統(tǒng)重啟動的情況，在直流濾波器高壓端或直流極線對地故障之后，直流線路保護系統(tǒng)嘗試幾次重啟動，確定直流濾波器避雷器最大吸收能量。
[0025]所述的仿真模型考慮電容器的寄生電感和連接導(dǎo)線的雜散電感，仿真模型的直流濾波器中連接有表示電容器寄生電感和連接導(dǎo)線雜散電感的電感器。
[0026]所述的避雷器由非線性電阻表示，其特性由避雷器廠家所提供的伏-安特性決定。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的一種實施方式，不是全部或唯一的實施方式，對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項】
1.一種計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:在電力系統(tǒng)仿真軟件中根據(jù)實際電力系統(tǒng)運行狀況建立仿真模型；所述仿真模型包括連接在極線和中性母線之間的直流濾波器，直流濾波器由高壓電容器Cl，高壓電抗器LI，低壓電容器C2和低壓電抗器L2組成；避雷器Fdcl接于高壓電抗器LI的高壓端與低壓電抗器L2的低壓端，避雷器Fdc2接于低壓電抗器L2的兩端，中性母線對地連接有E避雷器； 通過仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障和直流極線上侵入操作波故障工況，確定直流濾波器避雷器的參考電壓、配合電流、殘壓和能量吸收能力；并確定直流濾波器中電容器和電抗器的過電壓保護水平和流過設(shè)備的沖擊電流數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障時，對高壓電容器Cl充電至直流極線操作沖擊保護水平，高壓電容器Cl充電之后，高壓電容器Cl高壓端對地短路放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:在高壓電容器Cl高壓端與地之間連接可變電感Lx表示直流濾波器高壓端或直流極線不同位置發(fā)生的對地故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:仿真直流極線上侵入操作波故障時，在極線上施加一個峰值為直流極線操作沖擊保護水平的標(biāo)準(zhǔn)操作波，用來計算直流濾波器避雷器和直流濾波器元件的操作沖擊應(yīng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:在極線上通過電源施加一個峰值為直流極線操作沖擊保護水平的標(biāo)準(zhǔn)操作波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:在確定直流濾波器避雷器最大吸收能量時考慮系統(tǒng)重啟動的情況，在直流濾波器高壓端或直流極線對地故障之后，直流線路保護系統(tǒng)嘗試幾次重啟動，確定直流濾波器避雷器最大吸收能量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:所述仿真模型的直流濾波器中連接有表示電容器寄生電感和連接導(dǎo)線雜散電感的電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，其特征在于:所述的避雷器Fdcl、避雷器Fdcl和避雷器E由非線性電阻表示。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種計算直流濾波器元件暫態(tài)定值的方法，計算和搭建仿真模型，通過仿真直流濾波器高壓端或直流極線對地故障和直流極線上侵入操作波兩種故障工況，確定高壓直流輸電系統(tǒng)直流濾波器內(nèi)避雷器配置、避雷器參數(shù)，并獲得各直流濾波器元件的過電壓保護水平和沖擊電流數(shù)據(jù)；通過模型進行仿真和分析，可以確定直流濾波器避雷器的參考電壓、配合電流、殘壓和能量吸收能力等重要參數(shù)；為高壓直流輸電工程設(shè)備的可靠運行提供了有力保障。
【IPC分類】H02J1-02
【公開號】CN104734139
【申請?zhí)枴緾N201510141301
【發(fā)明人】張帆, 茍銳鋒, 張萬榮, 任軍輝, 江戈, 宋志順, 王晶
【申請人】中國西電電氣股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月27日