一种串联型补偿装置的过电压计算方法及系统与流程

本发明涉及串联型补偿技术领域，具体涉及一种串联型补偿装置的过电压计算方法及系统。

背景技术：

随着国民经济的发展，对电能的需求不断加大，对电网的电能输送能力的要求也越来越高，而新的高压输电线路的铺设又受环评因素及高昂造价所限，跟不上电能需求的增长，造成已有输电线路负担加重，电能输送能力不足的问题日益凸显。

串联型补偿装置应用电力电子技术的最新发展成就及现代控制技术，通过对交流输电系统的参数灵活、快速、精准的控制，可以实现对输送功率的合理分配，降低功率损耗，大幅度提高输电线路的输送能力和电力系统的稳定性、可靠性，是实现电力系统安全、经济、综合控制的重要手段，对于充分利用现有电网资源、实现电能的高效利用可发挥重要作用。

由于串联型补偿装置元器件较多，运行工况较为复杂，在投入电网运行的过程中，会有各种故障或异常工况，需穿越线路故障电流、承受高于串联电压数倍甚至更高的过电压，设备和系统出现过电压引起装置的损坏和对系统稳定性造成威胁，因此串联型补偿装置的过电压计算方法尤为重要，而目前现有技术中的过电压计算方法无法适应不同故障类型及不同位置上设备的过电压计算，计算得到的过电压难以反映补偿装置的真实工作情况，无法为避雷器设置提供准确的过电压参考依据。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种串联型补偿装置的过电压计算方法及系统，以克服现有技术中的过电压计算方法无法适应不同故障类型及不同位置上设备的过电压计算，计算得到的过电压难以反映补偿装置的真实工作情况，无法为避雷器设置提供准确的过电压参考依据等问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种串联型补偿装置的过电压计算方法，包括：确定待测串联型补偿装置的拓扑结构及所述待测串联型补偿装置的接入系统的系统参数及运行方式；根据所述拓扑结构、系统参数及运行方式，对所述待测串联型补偿装置进行过电压分区，得到多个过电压分析区域；根据所述过电压分析区域及所述待测串联型补偿装置的运行工况构建所述待测串联型补偿装置的仿真工况；根据所述仿真工况建立所述待测串联型补偿装置的过电压仿真分析模型；在各所述过电压分析区域内，根据所述过电压仿真分析模型对不同预设故障类型进行仿真计算，得到仿真计算结果；根据所述仿真计算结果，生成所述待测串联型补偿装置中各个设备的最大过电压。

结合第一方面，在第一方面的第一实施方式中，所述过电压分析区域包括：串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面的第二实施方式中，所述在各所述过电压分析区域内，根据所述过电压仿真分析模型对不同预设故障类型进行仿真计算，得到仿真计算结果，包括：根据所述过电压仿真分析模型仿真计算所述待测串联型补偿装置的最高稳态运行电压；根据所述过电压仿真分析模型分别仿真计算所述串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区中各所述设备在所述不同预设故障类型下的过电压值；根据所述最高稳态运行电压及所述过电压值，生成仿真计算结果。

结合第一方面第二实施方式，在第一方面的第三实施方式中，所述根据所述仿真计算结果，生成所述串联型补偿装置中各个设备的最大过电压，包括：从所述仿真计算结果中获取各所述设备在所述不同预设故障类型下的所述过电压值；对所述过电压值进行比较，得到各所述设备的所述最大过电压。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种串联型补偿装置的过电压计算系统，包括：信息确定模块，用于确定待测串联型补偿装置的拓扑结构及所述串联型补偿装置的接入系统的系统参数及运行方式；过电压分区模块，用于根据所述拓扑结构、系统参数及运行方式，对所述待测串联型补偿装置进行过电压分区，得到多个过电压分析区域；仿真工况确定模块，用于根据所述过电压分析区域及所述待测串联型补偿装置的运行工况构建所述待测串联型补偿装置的仿真工况；系统过电压仿真模型构建模块，用于根据所述仿真工况建立所述待测串联型补偿装置的过电压仿真分析模型；仿真计算模块，用于在各所述过电压分析区域内，根据所述过电压仿真分析模型对不同预设故障类型进行仿真计算，得到仿真计算结果；最大过电压生成模块，用于根据所述仿真计算结果，生成所述待测串联型补偿装置中各个设备的最大过电压。

结合第二方面，在第二方面的第一实施方式中，所述过电压分析区域包括：串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面的第二实施方式中，所述仿真计算模块包括：系统稳态运行电压计算子模块，用于根据所述过电压仿真模型仿真计算所述待测串联型补偿装置的最高稳态运行电压；过电压值计算子模块，用于根据所述过电压仿真分析模型分别仿真计算所述串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区中各所述设备在所述不同预设故障类型下的过电压值；仿真计算结果生成子模块，用于根据所述最高稳态运行电压及所述过电压值，生成仿真计算结果。

结合第二方面第二实施方式，在第二方面的第三实施方式中，所述最大过电压生成模块包括：过电压值获取子模块，用于从所述仿真计算结果中获取各所述设备在所述不同预设故障类型下的所述过电压值；过电压比较子模块，对所述过电压值进行比较，得到各所述设备的所述最大过电压。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的串联型补偿装置的过电压计算方法。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行第一方面或者第一方面的任意一种实施方式中所述的串联型补偿装置的过电压计算方法。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明实施例提供的串联型补偿装置的过电压计算方法，通过确定串联型补偿装置的拓扑结构及其所接系统的系统参数及运行方式对串联型补偿装置进行过电压分区，并根据不同分区的运行工况构建整个串联型补偿装置的仿真工况，并以此建立过电压仿真分析模型，然后在不同过电压分区中按照不同预设故障类型利用过电压仿真分析模型进行仿真计算，并根据仿真计算的结果得到串联型补偿装置中各个设备的最大过电压。通过对串联型补偿装置进行过电压分区，并且根据不同的故障类型对每个过电压分析区域内的设备进行仿真计算，从而保证了各个设备的过电压符合实际工作情况，实现了对串联型补偿装置中各设备过电压的准确计算，并在建立过电压仿真分析模型时，充分考虑了每个区域设备的实际运行工况，进一步提高了计算结果的准确性，为后续避雷器的配置提供了准确的依据，并且该串联型补偿装置计算方法具有适应范围广，实际工程应用价值高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例中串联型补偿装置的过电压计算方法的流程图；

图2为本发明实施例中串联型补偿装置的电路结构示意图；

图3为本发明实施例中串联型补偿装置的过电压计算方法的另一流程图；

图4为本发明实施例中串联型补偿装置的过电压计算系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中串联型补偿装置的过电压计算系统的另一结构示意图；

图6为本发明实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供了一种串联型补偿装置的过电压计算方法，如图1所示，该串联型补偿装置的过电压计算方法包括：

步骤s1：确定待测串联型补偿装置的拓扑结构及待测串联型补偿装置的接入系统的系统参数及运行方式。

步骤s2：根据拓扑结构、系统参数及运行方式，对待测串联型补偿装置进行过电压分区，得到多个过电压分析区域。

步骤s3：根据过电压分析区域及待测串联型补偿装置的运行工况构建待测串联型补偿装置的仿真工况。

步骤s4：根据仿真工况建立待测串联型补偿装置的过电压仿真分析模型。

步骤s5：在各过电压分析区域内，根据过电压仿真分析模型对不同预设故障类型进行仿真计算，得到仿真计算结果。

步骤s6：根据仿真计算结果，生成待测串联型补偿装置中各个设备的最大过电压。

通过上述步骤s1至步骤s6的协同合作，本发明实施例中的串联型补偿装置的过电压计算方法，实现了对串联型补偿装置中各设备过电压的准确计算，并充分考虑了每个区域设备的实际运行工况，进一步提高了计算结果的准确性，为后续避雷器的配置提供了准确的依据，并且该串联型补偿装置计算方法具有适应范围广，实际工程应用价值高的特点。

以下将结合具体实例对本发明实施例提供的串联型补偿装置的过电压计算方法进行详细的介绍。

具体地，在一实施例中，上述的步骤s1，确定待测串联型补偿装置的拓扑结构及待测串联型补偿装置的接入系统的系统参数及运行方式。典型串联型补偿装置的主电路的结构示意图如图2所示，其主要由串联变压器、线路侧旁路断路器，阀侧旁路断路器，晶闸管旁路开关，换流阀及交流引线等组成。该设备串联于输电线路之中，产生与线路电流相位正交、幅值可控的电压，通过控制其输出电压，可改变其所串接线路的等效阻抗，从而实现对该线路输送的有功功率和无功功率的调控，并可达到阻尼功率振荡、抑制次同步振荡、提高暂态稳定性等控制目标。需要说明的是，在本发明实施例中采用该电路结构来计算串联型补偿装置中各个设备的过电压在实际应用中也可以采用其他类型的电路结构，本发明并不以此为限。

在一较佳实施例中，上述的步骤s2，根据拓扑结构、系统参数及运行方式，对待测串联型补偿装置进行过电压分区，得到多个过电压分析区域。具体地，如图2所示，待测串联型补偿装置内可能存在的过电压有线路侧(网侧)的雷电过电压，操作过电压，暂时过电压和待测串联型补偿装置内部工频过电压等多类型过电压，因此按照不同的设备的运行方式将待测串联型补偿装置进行分区，得到多个过电压分析区域包括：串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区。

具体地，在一实施例中，上述的步骤s3，根据过电压分析区域及待测串联型补偿装置的运行工况构建待测串联型补偿装置的仿真工况。在实际应用中，上述待测串联型补偿装置的运行工况包括：变压器的饱和情况、旁路晶闸管动作定值以及模块分布式旁路动作定值、接地方式、最大运行方式等。

具体地，在一实施例中，上述的步骤s4，根据仿真工况建立待测串联型补偿装置的过电压仿真分析模型。在实际应用中，可以在rtds仿真平台上建立待测串联型补偿装置的过电压仿真分析模型，通过将待测串联型补偿装置的接入系统的系统参数转换为等效参数，以及将待测串联型补偿装置的变压器的饱和情况、旁路晶闸管动作定值以及模块分布式旁路动作定值、接地方式、最大运行方式等转换为对应的参数设置，在rtds仿真平台上搭建与待测串联型补偿装置等效的过电压仿真分析模型。

在一较佳实施例中，如图3所示，上述的步骤s5，在各过电压分析区域内，根据过电压仿真分析模型对不同预设故障类型进行仿真计算，得到仿真计算结果，具体包括：

步骤s51：根据过电压仿真分析模型仿真计算待测串联型补偿装置的最高稳态运行电压。在实际应用中，上述的最高稳态运行电压为待测串联型补偿装置能够安全稳定运行的最大接入电压，当实际接入电压值超过该最高稳态运行电压时，待测串联型补偿装置将会存在故障隐患，因此在实际工作中，需要保证接入串联型补偿装置的电压值低于该最高稳态运行电压。

步骤s52：根据过电压仿真分析模型分别仿真计算串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区中各设备在不同预设故障类型下的过电压值。在实际应用中，预设故障类型包括：待测串联型补偿装置的接入系统故障、相邻输电线路故障及待测串联型补偿装置中各设备自身的各类设备故障等。

步骤s53：根据最高稳态运行电压及过电压值，生成仿真计算结果。在实际应用中，该仿真计算结果包括：待测串联型补偿装置的最高稳态运行电压及在各个过电压分区内，不同设备在不同预设故障下的过电压值。

在一较佳实施例中，如图3所示，上述的步骤s6，根据仿真计算结果，生成串联型补偿装置中各个设备的最大过电压，具体包括：

步骤s61：从仿真计算结果中获取各设备在不同预设故障类型下的过电压值。在实际应用中，当待测串联型补偿装置及其鸡儿的系统发生不同的故障时，待测串联型补偿装置中的各个设备所承受的过电压是有差异的，例如：当待测串联型补偿装置中的变压器发生短路类故障时，变压器承受的过电压非常大，而当待测串联型补偿装置中的其他设备发生故障，变压器所承受的过电压会小一些。

步骤s62：对过电压值进行比较，得到各设备的最大过电压。在实际应用中，在得到待测串联型补偿装置中各个设备在不同故障类型下的过电压值后，通过对不同过电压值的比较，得到该设备可能承受的最大过电压，进而对该设备进行保护措施，以保证该设备在任何故障下都不会遭到破坏，进而保障待测串联型补偿装置及其接入系统的安全。例如：当变压器的最大过电压为10kv时，则可在该变压器旁配置承压能力超过10kv的避雷器，当出现故障导致变压器过电压时，所配置的避雷器会保护变压器不被破坏。

通过上述步骤s1至步骤s6，本发明实施例提供的串联型补偿装置的过电压计算方法，通过对串联型补偿装置进行过电压分区，并且根据不同的故障类型对每个过电压分析区域内的设备进行仿真计算，从而保证了各个设备的过电压符合实际工作情况，实现了对串联型补偿装置中各设备过电压的准确计算，并在建立过电压仿真分析模型时，充分考虑了每个区域设备的实际运行工况，按照不同故障类型进行仿真分析，进一步提高了计算结果的准确性，为后续避雷器的配置提供了准确的依据，并且该串联型补偿装置计算方法具有适应范围广，实际工程应用价值高的特点。

实施例2

本发明实施例提供了一种串联型补偿装置的过电压计算系统，如图4所示，该串联型补偿装置的过电压计算系统包括：

信息确定模块1，用于确定待测串联型补偿装置的拓扑结构及串联型补偿装置的接入系统的系统参数及运行方式。详细内容参见实施例1中的步骤s1的相关描述。

过电压分区模块2，用于根据拓扑结构、系统参数及运行方式，对待测串联型补偿装置进行过电压分区，得到多个过电压分析区域。详细内容参见实施例1中的步骤s2的相关描述。

仿真工况确定模块3，用于根据过电压分析区域及待测串联型补偿装置的运行工况构建待测串联型补偿装置的仿真工况。详细内容参见实施例1中的步骤s3的相关描述。

系统过电压仿真模型构建模块4，用于根据仿真工况建立待测串联型补偿装置的过电压仿真分析模型。详细内容参见实施例1中的步骤s4的相关描述。

仿真计算模块5，用于在各过电压分析区域内，根据过电压仿真分析模型对不同预设故障类型进行仿真计算，得到仿真计算结果。详细内容参见实施例1中的步骤s5的相关描述。

最大过电压生成模块6，用于根据仿真计算结果，生成待测串联型补偿装置中各个设备的最大过电压。详细内容参见实施例1中的步骤s6的相关描述。

通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例的串联型补偿装置的过电压计算系统实现了对串联型补偿装置中各设备过电压的准确计算，并充分考虑了每个区域设备的实际运行工况，进一步提高了计算结果的准确性，为后续避雷器的配置提供了准确的依据，并且该串联型补偿装置计算系统具有适应范围广，实际工程应用价值高的特点。

在一较佳实施例中，如图5所示，上述的仿真计算模块5包括：

系统稳态运行电压计算子模块51，用于根据过电压仿真模型仿真计算待测串联型补偿装置的最高稳态运行电压。详细内容参见实施例1中的步骤s51的相关描述。

过电压值计算子模块52，用于根据过电压仿真分析模型分别仿真计算串联变压器网侧区、串联变压器阀侧区、平衡绕组区及换流阀区中各设备在不同预设故障类型下的过电压值。详细内容参见实施例1中的步骤s52的相关描述。

仿真计算结果生成子模块53，用于根据最高稳态运行电压及过电压值，生成仿真计算结果。详细内容参见实施例1中的步骤s53的相关描述。

在一较佳实施例中，如图5所示，上述的最大过电压生成模块6包括：

过电压值获取子模块61，用于从仿真计算结果中获取各设备在不同预设故障类型下的过电压值。详细内容参见实施例1中的步骤s61的相关描述。

过电压比较子模块62，对过电压值进行比较，得到各设备的最大过电压。详细内容参见实施例1中的步骤s62的相关描述。

通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的串联型补偿装置的过电压计算系统，通过对串联型补偿装置进行过电压分区，并且根据不同的故障类型对每个过电压分析区域内的设备进行仿真计算，从而保证了各个设备的过电压符合实际工作情况，实现了对串联型补偿装置中各设备过电压的准确计算，并在建立过电压仿真分析模型时，充分考虑了每个区域设备的实际运行工况，按照不同故障类型进行仿真分析，进一步提高了计算结果的准确性，为后续避雷器的配置提供了准确的依据，并且该串联型补偿装置计算系统具有适应范围广，实际工程应用价值高的特点。

实施例3

本发明实施例提供一种非暂态计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意实施例1中的串联型补偿装置的过电压计算方法。其中，上述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)、随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)、快闪存储器(flashmemory)、硬盘(harddiskdrive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-statedrive，ssd)等；该存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

实施例4

本发明实施例提供一种串联型补偿装置的过电压计算方法的电子设备，其结构示意图如图6所示，该设备包括：一个或多个处理器410以及存储器420，图6中以一个处理器410为例。

执行串联型补偿装置的过电压计算方法的电子设备还可以包括：输入装置430和输出装置440。

处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。

处理器410可以为中央处理器(centralprocessingunit，cpu)。处理器410还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器420作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的串联型补偿装置的过电压计算方法对应的程序指令/模块，处理器410通过运行存储在存储器420中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的串联型补偿装置的过电压计算方法。

存储器420可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据串联型补偿装置的过电压计算处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器420可选包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至串联型补偿装置的过电压计算装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置430可接收输入的数字或字符信息，以及产生与串联型补偿装置的过电压计算操作的处理装置有关的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。

一个或者多个模块存储在存储器420中，当被一个或者多个处理器410执行时，执行如图1-图3所示的方法。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本发明实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图1-图3所示的实施例中的相关描述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。