一种电力系统混合仿真故障统一处理的方法
【技术领域】
[0001] 本发明是一种电力系统混合仿真故障统一处理的方法，属于交直流大电网数字仿 真技术领域。
【背景技术】
[0002] 为研究和分析大规模交直流系统相互作用的电网特性，保障大电网安全稳定运 行，精确而可信的仿真系统是必不可少的工具。目前，人们已开发出电磁-机电混合实时仿 真平台，实现对电力系统中电磁和机电的暂态过程有机结合，紧密禪合在一起同时进行仿 真。
[0003] 对含有大容量电力电子装置的交流电网，由于存在复杂的换流过程，该类电网的 分析面临与上述交直流混合系统相似的问题和计算分析的需求。随着大量电力电子装置投 运、大量电力电子用电负荷投入电网，电网S相不对称情况越发严重。该些电网中出现的实 际问题对混合仿真模拟系统在非对称故障、扰动激励下特性和行为、系统=相不对称工况 下运行行为提出了要求。
[0004] 传统的混合仿真机电暂态程序对=相不对称工况、故障扰动的处理，大多只针对 单端口电网横向故障或纵向故障进行计算，缺少统一处理方法，计算效率低下，难W在大规 模电网中处理多端口横向、纵向复故障。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种电力系统混合仿真故障统一处理 的方法，给出大规模电网多端口横向、纵向复故障的综合导纳统一表达式，全面涵盖了电力 系统所有故障类型，克服了传统混合仿真故障计算的单一性，从而提高混合仿真故障计算 的效率，实现编程标准化，是一种实用可行的故障计算方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供了一种电力系统混合仿真故障统一处理的方法， 该方法包括W下步骤：
[0007] A、混合仿真中，机电暂态侧采用机电暂态超实时仿真程序TH-STBLT建立电力系 统交流网络；
[000引B、在故障端口处，将电力系统交流网络划分为正常子网络和多端口故障子网络；
[0009] C、在正常子网络中，电网部分采用基波S序网络描述，发电机、动态负荷、电力电 子装置等一次设备动态元件接入正序网；
[0010] D、在多端口故障子网络中，根据故障信息建立电力系统网络元件的故障模型，推 导出多端口复故障的综合导纳统一模块Yf;其中，所述故障信息包括横向故障信息和纵向 故障信息；所述故障模型包括横向故障模型和纵向故障模型；
[0011] 横向故障的综合导纳模块为 '1
[0015] E、将Yf叠加进正常子网络正序网导纳模块Y中，计算正序网故障端口的正序电压 和正序电流；
[0016] F、通过正序故障端口电流计算负序和零序网络的故障端口电压。
[0017] 本发明给出了大规模电网多端口横向、纵向复故障的综合导纳统一表达式，全面 涵盖了电力系统所有故障类型，克服了传统混合仿真故障计算的单一性，从而提高混合仿 真故障计算的效率，实现编程标准化，是一种实用可行的故障计算方法。
[0018] 根据本发明另一【具体实施方式】，横向故障模型包括接地短路故障、相间短路故障 和=相不平衡负荷，横向故障模型采用一Y接=相阻抗接入故障端口，其中Y接=相阻抗 中性点通过阻抗接地来描述。多端口故障子网络一共有t个，即故障子网络1，故障子网络 2，……，故障子网络t。
[0019] 根据=相电压和=相电流关系，可得t个横向故障子网络的相量模块关系式：
【主权项】
1. 一种电力系统混合仿真故障统一处理的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤： A、 混合仿真中，机电暂态侧采用机电暂态超实时仿真程序TH-STBLT建立电力系统交 流网络； B、 在故障端口处，将电力系统交流网络划分为正常子网络和多端口故障子网络； C、 在正常子网络中，电网部分采用基波三序网络描述，发电机、动态负荷、电力电子装 置等一次设备动态元件接入正序网； D、 在多端口故障子网络中，根据故障信息建立电力系统网络元件的故障模型，推导出 多端口复故障的综合导纳统一模块Yf;其中，所述故障信息包括横向故障信息和纵向故障 信息；所述故障模型包括横向故障模型和纵向故障模型； 所述横向故障的综合导纳模块为
Ejf Yf叠加进正常子网络正序网导纳模块Y中，计算正序网故障端口的正序电压和正 序电流； F、通过正序故障端口电流计算负序和零序网络的故障端口电压。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横向故障模型包括接地短路故障、相 间短路故障和三相不平衡负荷，横向故障模型采用一 Y接三相阻抗接入故障端口，其中Y接 三相阻抗中性点通过阻抗接地来描述。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纵向故障模型包括断线，纵向故障模 型增加的故障支路可由三相阻抗接入故障线路来描述：正常情况下，故障支路阻抗值为一 个很小的值，而三相阻抗设置不同的值来组合出不同的纵向故障或扰动。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用序分量法，将电压和电流进行三相和 三序变换。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电力系统混合仿真的横向故障计算中， 将横向故障的综合导纳模块Yf合并进入电网正序网的导纳模块Y中。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电力系统混合仿真的纵向故障计算中， 将纵向故障的综合导纳模块Yf^并进入电网正序网导纳模块Y中。
【专利摘要】本发明提供了一种电力系统混合仿真故障统一处理的方法，其包括以下步骤：A、混合仿真中，机电暂态侧采用机电暂态超实时仿真程序TH-STBLT建立电力系统交流网络；B、在故障端口处，将电力系统交流网络划分为正常子网络和多端口故障子网络；C、在正常子网络中，电网部分采用基波三序网络描述，发电机、动态负荷、电力电子装置等一次设备动态元件接入正序网；D、在多端口故障子网络中，根据故障信息建立电力系统网络元件的故障模型，推导出多端口复故障的综合导纳统一模块Yf；E、将Yf叠加进正常子网络正序网导纳模块Y中，计算正序网故障端口的正序电压和正序电流；F、通过正序故障端口电流计算负序和零序网络的故障端口电压。
【IPC分类】G05B17-02
【公开号】CN104865843
【申请号】CN201510131939
【发明人】胡云, 张树卿, 郭琦, 欧开健, 李伟, 蔡海青, 童陆园
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年3月25日