基于触发角调节的传统直流输电交流系统短路比主动识别方法

1.本发明专利涉及输配电技术领域，尤其涉及基于触发角调节的传统直流输电交流短路比主动识别方法。


背景技术：

2.传统直流输电技术具有通流容量大、造价低、运行经验丰富等优势，广泛应用于远距离、大容量输电场景。然而晶闸管的特性决定了换流阀需要依靠电网电压换相，在交流系统较弱时易发生换相失败及暂态过电压问题，严重时甚至导致直流闭锁，危害系统安全稳定运行。
3.交流系统强度通常用短路比(short circuit ratio，scr)衡量，随着以光伏和风电为代表的新能源大量并网，现代交流系统具有运行工况多变、网架结构复杂等特点，交流系统强度也随之变化。因此需要对交流系统短路比进行主动识别，识别的结果能够为系统运行方式的选择、换流站控制策略的切换等提供参考依据。


技术实现要素：

4.针对目前传统直流输电交流系统短路比主动识别方法缺失的现状，本发明提出了一种基于触发角调节的传统直流输电交流短路比主动识别方法，该方法可以在交流系统等值阻抗和电动势未知的情况下，对短路比进行主动识别，为系统运行方式选择、换流站控制策略切换等提供参考依据。
5.一种基于触发角调节的传统直流输电交流系统短路比主动识别方法，其特征在于，所述方法包括：
6.步骤1、当传统直流输电系统处于稳定运行状态时，第一次测量交流公共母线处的电气量；
7.步骤2、改变所述传统直流输电系统换流阀的触发角，当所述系统再次进入稳态时，第二次测量所述交流公共母线处的电气量；
8.步骤3、根据所述换流阀触发角改变前后，系统稳定运行状态下所述交流公共母线处电气量的两次测量结果，通过潮流方程计算出交流系统的等值阻抗；
9.步骤4、根据步骤3计算得到的交流系统等值阻抗进一步计算并识别所述交流系统的短路比。
10.进一步的，在进行第一次和第二次所述交流公共母线处的电气量测量时，测量所述交流公共母线的电压有效值以及由所述交流系统流向所述交流公共母线的有功功率和无功功率。
11.进一步的，在步骤2中，所述传统直流输电系统换流阀包括整流站的换流阀和逆变站的换流阀。
12.进一步的，改变所述整流站的换流阀的触发角通过调节换流站控制系统中定直流
电流控制指令或直接改变触发角的方式来改变换流阀触发角。
13.进一步的，改变所述逆变站的换流阀的触发角通过调节定直流电压控制指令、定关断角指令或直接改变触发角的方式来改变换流阀触发角。
14.进一步的，在步骤3中，假设所述交流系统等效电源电动势幅值和等值阻抗不变，同时忽略交流电网等值电阻，则按照如下公式得到交流系统的等效电源电动势e和等值阻抗z：
[0015][0016]
其中，e为交流系统等效电源电动势；u
pcc
表示测量交流公共母线电压有效值；p、 q表示由交流电网流向交流公共母线的有功和无功功率，下标1、2分别表示换流站触发角改变前后系统稳态下电气量的测量结果。
[0017]
进一步的，在步骤4中，所述交流系统短路比scr的计算公式为：
[0018][0019]
其中，un为交流公共母线额定电压，p
dcn
为传统直流输电交流系统传输的额定功率；z为交流公共母线额定电压等级下的交流电网等值基频阻抗。
[0020]
与现有技术相比，本发明的效果在于：
[0021]
本发明提供了基于触发角调节的传统直流输电交流系统短路比主动识别方法，在系统等值阻抗和电动势未知的情况下，通过测量换流阀触发角改变前后交流母线处的电气量以计算并识别交流系统短路比，该方法可以针对工况多变、网架复杂的交流系统进行短路比的主动识别，且同时适用于送端和受端交流系统，识别结果可为系统运行方式选择、换流站控制策略切换等提供参考依据。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
[0023]
图1为本发明实施例提供的传统直流输电交流系统短路比主动识别方法流程示意图。
具体实施方式
[0024]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。显然，所描述的实施例仅为本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创
造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]
下面结合附图对本发明实施例作进一步详细描述，图1为本发明实施例提供的一种基于触发角调节的传统直流输电交流系统短路比主动识别方法流程示意图。
[0026]
所述基于触发角调节的传统直流输电交流系统短路比主动识别方法具体包括如下步骤：
[0027]
步骤1、当传统直流输电交流系统处于稳定运行状态时，第一次测量交流公共母线处的电气量；
[0028]
在该步骤中，在进行第一次电气量测量时，记录交流公共母线电压有效值、由交流系统流向交流公共母线的有功功率和无功功率。
[0029]
步骤2、改变传统直流输电换流阀的触发角，当系统再次进入稳态时，第二次测量交流公共母线处的电气量；
[0030]
在该步骤具体实现过程中，对于整流站的换流阀的触发角可以通过调节换流站控制系统中定直流电流控制指令、直接改变触发角等方式来改变换流阀触发角，对于逆变站的换流阀的触发角可以通过调节定直流电压控制指令、定关断角指令、直接改变触发角等方式来使改变换流阀触发角。
[0031]
在第二次电气量测量时，记录换流阀触发角改变后系统稳态下公共交流母线电压的有效值和由交流系统流向公共母线的有功功率和无功功率。
[0032]
步骤3、根据换流阀触发角改变前后，系统稳定运行状态下交流公共母线处电气量的测量结果，通过潮流方程计算出交流系统的等值阻抗；
[0033]
在该步骤中，假设在短路比识别过程中，所述交流系统等效电源电动势幅值和等值阻抗不变，同时忽略交流电网等值电阻，则按照如下公式联立方程求解，即可得到交流系统的等效电源电动势e和等值阻抗z：
[0034][0035]
其中，e为交流系统等效电源电动势；u
pcc
表示交流公共母线电压有效值；p、q表示由交流电网流向交流公共母线的有功和无功功率，下标1、2分别表示调节换流站触发角前后交流系统稳态下电气量的测量结果。
[0036]
步骤4、根据步骤3计算得到的交流系统等值阻抗进一步计算识别所述交流系统的短路比。
[0037]
在该步骤中,所述交流系统短路比scr的计算公式为：
[0038][0039]
其中，un为交流公共母线额定电压，p
dcn
为传统直流输电交流系统传输的额定功率；z为交流公共母线额定电压等级下的交流电网等值基频阻抗。
[0040]
值得注意的是，本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公
知的现有技术。
[0041]
综上所述，本发明实施例所述方法在交流系统等值阻抗未知的前提下，通过调节控制系统改变换流阀触发角，测量触发角改变前后系统稳态下交流公共母线处的电气量，计算交流系统等值阻抗，进而对交流系统的强度进行计算并识别；从换流站的角度来看，该方法无需获取换流站交流母线外部信息即可计算并识别其所连接交流电网的短路比；本发明实施例所述方法同时适用于传统直流输电送端和受端交流系统，为系统运行方式选择、换流站控制策略切换等提供参考依据。
[0042]
尽管结合优选实施方案具体展示和和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。