式；
[0053]S1.3根据拓扑结构，按照故障分区进行故障分析，故障分区是将系统的故障按照交流侧、换流器区域和直流系统三个区域划分，其中直流系统的故障不仅要考虑直流线路故障，还需要考虑接到直流线路上的各个模块的故障情况，得到柔性直流配电系统可能存在的故障方式，并根据过电压机理分析每种可能故障方式下，系统中可能出现过电压的位置；
[0054]S1.4根据S1.2中运行方式及S1.3中的故障分析，初步确定柔性直流的智能配电系统的控制和保护策略；包括各换流器的运行控制策略、各接入模块的状态控制策略及系统的故障保护策略。
[0055]如图4所示，S2所述避雷器的配置步骤
[0056]S2.1调研国内外直流配电用避雷器的研制和相关参数，具体包括目前配电系统用避雷器的结构、类型及基本参数，及S1.3中的故障分析，确定配电系统的避雷器配置方案和避雷器的基本参数，配置方案中包括避雷器配置的位置，数量、类型，避雷器基本参数包括避雷器的阀片型号和荷电率；
[0057]S2.2计算避雷器的持续运行电压CCOV、持续运行电压峰值PCOV及参考电压Uref =PCOV/荷电率，并生成避雷器文件备用。
[0058]如图5所示，S3所述过电压的计算步骤具体包括内部过电压的计算步骤和雷电过电压的计算步骤:
[0059]S3.1所述内部过电压的计算步骤包括:
[0060]S3.1.1根据系统分析步骤的结果及系统中各个组成部分的电磁暂态建模方法，得到内部过电压的等效电路模型，所述各个组成部分的电磁暂态建模方法包括换流器、负荷、储能系统、光伏发电、电动汽车充电站及相应接口设备的建模研宄，还应包含控制保护策略的建模。
[0061]S3.1.2在PSCAD/EMTDC中建立柔性直流智能配电系统的内部过电压仿真计算模型，并在相应的位置调用S2.2中生成的避雷器文件，所述相应的位置具体是指S2.1避雷器的位置；
[0062]S3.1.3根据系统分析中得到运行方式、故障方式及控制策略，在S3.1.2中建立的内部过电压仿真计算模型上进行仿真计算，并统计系统关键点的最大过电压，所述的系统关键点的最大过电压是通过仿真计算系统在各种运行方式、故障工况下产生的过电压的统计结果，并且考虑了控制和保护策略。
[0063]S3.2所述雷电过电压的计算步骤包括:
[0064]S3.2.1研宄柔性直流智能配电网的雷电侵入波过电压建模方法的，并采用PSCAD/EMTDC电磁暂态分析软件建立系统的雷电侵入波过电压仿真模型；
[0065]S3.2.2雷电过电压的计算。利用雷电侵入波过电压仿真模型，并在对应位置调用S2.2中的避雷器文件，对系统开展雷电过电压的计算，并统计雷电过电压的计算结果。
[0066]如图6所示，S4所述绝缘配合步骤包括
[0067]S4.1根据S3.1.3及S3.2.2中计算的内部过电压及雷电过电压的仿真计算结果，调整S2.1中避雷器的参数、位置和数量；
[0068]S4.2选择配合电流，计算避雷器的保护水平，具体包括操作冲击保护水平及雷电冲击保护水平；
[0069]S4.3参照传统高压直流及柔性直流输电工程的绝缘配合系数，并考虑配电系统的实际电压等级、系统中设备所处的环境及绝缘要求等情况，确定绝缘配合的系数；
[0070]S4.4根据S4.2避雷器的保护水平，结合S4.3中选取的绝缘配合系数，计算系统关键设备的耐受电压，再根据相关标准或实际经验选取关键设备的耐受电压；
[0071]S4.5确定关键设备的绝缘水平。
[0072]通过对系统进行分析并配置避雷器，对系统中接入的各个模块进行电磁暂态的建模与仿真计算，最终确定系统中关键设备的绝缘水平，为系统中关键设备的选型、制造和试验提供有力依据，保证配电系统安全稳定的运行，并使得系统的费用最省。
[0073]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于柔性直流的智能配电系统的绝缘配合方法，所述智能配电系统包括子模块，其特征在于，包括系统分析步骤、避雷器的配置步骤、过电压的计算步骤及绝缘配合步骤。
2.根据权利要求1所述的绝缘配合方法，其特征在于， 所述系统分析步骤包括: S1.1根据柔性直流配电系统的功能及接入子模块确定系统的拓扑结构； S1.2根据拓扑结构分析柔性直流配电系统所有可能的运行方式； S1.3根据拓扑结构，按照故障分区进行故障分析，得到柔性直流配电系统可能存在的故障方式，并根据过电压机理分析每种可能故障方式下，系统中出现过电压的位置； 51.4根据S1.2中运行方式及S1.3中的故障分析，初步确定柔性直流的智能配电系统的控制和保护策略； 所述避雷器的配置步骤包括: 52.1根据直流配电用避雷器的相关参数及S1.3中的故障分析，确定避雷器配置方案及避雷器基本参数； 52.2计算避雷器的持续运行电压、持续运行电压峰值及参考电压，生成避雷器文件； 所述过电压的计算步骤具体包括内部过电压的计算步骤和雷电过电压的计算步骤: 所述内部过电压的计算步骤包括: 53.1.1根据系统分析步骤的结果及系统中各个组成部分的电磁暂态建模方法，得到内部过电压的等效电路模型； S3.1.2在PSCAD/EMTDC中建立柔性直流智能配电系统的内部过电压仿真计算模型，并在相应的位置调用S2.2中生成的避雷器文件，相应的位置具体是指S2.1避雷器的位置；S3.1.3根据系统分析中得到运行方式、故障方式及控制策略，在S3.1.2中建立的内部过电压仿真计算模型上进行仿真计算，并统计系统关键点的最大过电压； 所述雷电过电压的计算步骤包括: S3.2.1采用PSCAD/EMTDC电磁暂态分析软件建立系统的雷电侵入波过电压仿真模型； 53.2.2利用雷电侵入波过电压仿真模型，并在对应位置调用S2.2中的避雷器文件，对系统进行雷电过电压的计算，并统计雷电过电压的计算结果； 所述绝缘配合步骤包括: 54.1根据S3.1.3及S3.2.2中计算的内部过电压及雷电过电压的仿真计算结果，调整S2.1中避雷器的参数、位置和数量； S4.2选择配合电流，计算避雷器的保护水平，具体包括操作冲击保护水平及雷电冲击保护水平； S4.3确定绝缘配合的系数； S4.4根据S4.2避雷器的保护水平，结合S4.3中选取的绝缘配合系数，计算系统关键设备的耐受电压； S4.5确定系统关键设备的绝缘水平。
3.根据权利要求2所述的配合方法，其特征在于，所述故障分区是将系统按照交流侧、换流器区域和直流系统三个区域划分。
4.根据权利要求2所述的配合方法，其特征在于，所述S2.1中避雷器配置方案包括避雷器的初步配置位置、数量及类型，所述避雷器基本参数包括避雷器的阀片型号和荷电率。
5.根据权利要求2所述的配合方法，其特征在于，所述S3.1.1各个组成部分的电磁暂态建模方法中的各个组成部分包括换流器、负荷、储能系统、光伏发电、电动汽车充电站、相应的接口设备及控制保护策略。
6.根据权利要求2所述的配合方法，其特征在于，所述系统的可能运行方式是根据接入系统的各个子模块的运行特性得到的。
【专利摘要】本发明公开了一种基于柔性直流的智能配电系统的绝缘配合方法，通过系统分析、避雷器的配置、过电压的仿真计算和绝缘配合的设置步骤对基于柔性直流的智能配电系统的拓扑结构、运行方式、故障方式进行全面的分析，在此基础上对系统进行初步的避雷器配置，通过建立系统的内部过电压计算模型和雷电过电压计算模型展开过电压的仿真计算，进而调整避雷器的配置和完成系统设备的绝缘配合，在保证系统安全稳定的运行的同时使系统费用最低，该方案可用于指导相关技术人员高效地完成柔性直流配电系统的绝缘配合分析。
【IPC分类】H02J3-36, G06F17-50
【公开号】CN104578127
【申请号】CN201410753043
【发明人】韩永霞, 何秋萍, 赵宇明, 姚森敬
【申请人】华南理工大学, 深圳供电局有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月10日