一种低频输电系统过压保护绝缘配置方法和系统与流程

本发明涉及低频输电系统过压保护，尤其涉及一种低频输电系统过压保护绝缘配置方法和系统。

背景技术：

1、随着电力电子技术的发展，一种混合型低频输电方案被提出，即在送端采用电网换相换流器(lcc)与模块化多电平换流器(mmc)混合级联拓扑，在受端采用二极管-模块化多电平换流器(d-mmc)拓扑，整流侧交流线路采用低频。所提出的拓扑可以通过送端换流站中的mmc提供送端交流电压支撑，可以彻底消除受端换相失败的风险，还能有效清除直流架空线路故障。为了保证混合型低频输电系统运行的可靠性，对混合型低频输电系统进行过电压保护是必不可少的工作。

2、目前，主要是依靠过电压保护开关对混合型低频输电系统进行过电压保护，但由于混合型低频输电系统在发生故障后，输电频率降低导致mmc进行闭锁的动作时间远远快于过电压保护开关的动作时间，进而造成混合型低频输电系统的内部节点仍存在较高的过电压现象，降低了混合型低频输电系统运行的可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供了一种低频输电系统过压保护绝缘配置方法和系统，解决了目前依靠过电压保护开关对混合型低频输电系统进行过电压保护，但由于混合型低频输电系统在发生故障后，输电频率降低导致mmc进行闭锁的动作时间远远快于过电压保护开关的动作时间，进而造成混合型低频输电系统的内部节点仍存在较高的过电压现象，降低了混合型低频输电系统运行的可靠性的技术问题。

2、本发明第一方面提供的一种低频输电系统过压保护绝缘配置方法，应用于低频输电系统，所述低频输电系统的变压器网侧、阀侧和阀顶设有避雷器，包括：

3、响应过电压保护请求，获取所述过电压保护请求对应的低频输电拓扑信息；

4、基于所述低频输电拓扑信息进行故障工况仿真处理，生成对应的工况参数；

5、根据所述工况参数、所述低频输电拓扑信息和预设的参考电压函数，确定对应的参考电压；

6、采用所述参考电压和所述低频输电拓扑信息，确定各所述避雷器对应的绝缘配置参数。

7、可选地，所述基于所述低频输电拓扑信息进行故障工况仿真处理，生成对应的工况参数的步骤，包括：

8、将所述低频输电拓扑信息输入预设的故障工况仿真模型，生成目标故障工况仿真模型；

9、采用所述目标故障工况仿真模型进行接地故障工况模拟，生成对应的工况参数，其中，所述接地故障工况包括交流电缆三相接地故障、换流变二次侧接地故障、桥臂电抗器阀侧接地故障、直流线路接地故障。

10、可选地，所述参考电压函数包括工频过压函数和全相电压升高函数，所述根据所述工况参数、所述低频输电拓扑信息和预设的参考电压函数，确定对应的参考电压的步骤，包括：

11、将所述低频输电拓扑信息的线路长度和所述工况参数输入所述工频过压函数，生成对应的工频过电压值；

12、将所述工况参数和所述线路长度输入所述全相电压升高函数，生成对应的全相电压升高系数；

13、将所述全相电压升高系数与所述工况参数的静态电压进行乘值处理，生成全相电压值；

14、将所述工况参数的线电压与预设的变阀侧系数进行乘值处理，生成变阀侧电压值；

15、将所述低频输电拓扑信息的额定电压与预设的阀低系数进行乘值处理，生成阀底电压值；

16、从所述工频过电压值、全相电压值、变阀侧电压值和阀底电压值选取最大值作为参考电压。

17、可选地，所述工频过压函数具体为：

18、

19、其中，ugp为工频过电压值，sf为系统频率增高倍数，为甩负荷瞬间的电源电动势，β为线路相位系数，l为线路长度，xs为电源阻抗，zc为线路波阻抗。

20、可选地，所述全相电压升高函数具体为：

21、

22、其中，k'为全相电压升高系数，k为零序电抗和正序电抗之比，为电源感抗和线路波阻抗之比的反正切角度。

23、可选地，所述采用所述参考电压和所述低频输电拓扑信息，确定各所述避雷器对应的绝缘配置参数的步骤，包括：

24、基于预设的位置-荷电率映射规则，根据所述低频输电拓扑信息的避雷器位置信息确定各所述避雷器对应的荷电率；

25、将所述参考电压进行平方处理，生成第一平方值；

26、将所述第一平方值与预设的配置阈值进行乘值处理，生成第一乘值；

27、将所述第一乘值与所述荷电率进行乘值处理，生成各所述避雷器对应的绝缘配置参数。

28、本发明第二方面提供的一种低频输电系统过压保护绝缘配置系统，应用于低频输电系统，所述低频输电系统的变压器网侧、阀侧和阀顶设有避雷器，包括：

29、响应模块，用于响应过电压保护请求，获取所述过电压保护请求对应的低频输电拓扑信息；

30、仿真模块，用于基于所述低频输电拓扑信息进行故障工况仿真处理，生成对应的工况参数；

31、分析模块，用于根据所述工况参数、所述低频输电拓扑信息和预设的参考电压函数，确定对应的参考电压；

32、配置模块，用于采用所述参考电压和所述低频输电拓扑信息，确定各所述避雷器对应的绝缘配置参数。

33、可选地，所述仿真模块，包括：

34、第一仿真子模块，用于将所述低频输电拓扑信息输入预设的故障工况仿真模型，生成目标故障工况仿真模型；

35、第二仿真子模块，用于采用所述目标故障工况仿真模型进行接地故障工况模拟，生成对应的工况参数，其中，所述接地故障工况包括交流电缆三相接地故障、换流变二次侧接地故障、桥臂电抗器阀侧接地故障、直流线路接地故障。

36、可选地，所述参考电压函数包括工频过压函数和全相电压升高函数，所述分析模块，包括：

37、第一参考子模块，用于将所述低频输电拓扑信息的线路长度和所述工况参数输入所述工频过压函数，生成对应的工频过电压值；

38、第二参考子模块，用于将所述工况参数和所述线路长度输入所述全相电压升高函数，生成对应的全相电压升高系数；

39、将所述全相电压升高系数与所述工况参数的静态电压进行乘值处理，生成全相电压值；

40、第三参考子模块，用于将所述工况参数的线电压与预设的变阀侧系数进行乘值处理，生成变阀侧电压值；

41、第四参考子模块，用于将所述低频输电拓扑信息的额定电压与预设的阀低系数进行乘值处理，生成阀底电压值；

42、提取子模块，用于从所述工频过电压值、全相电压值、变阀侧电压值和阀底电压值选取最大值作为参考电压。

43、可选地，所述配置模块，包括：

44、映射子模块，用于基于预设的位置-荷电率映射规则，根据所述低频输电拓扑信息的避雷器位置信息确定各所述避雷器对应的荷电率；

45、第一运算子模块，用于将所述参考电压进行平方处理，生成第一平方值；

46、第二运算子模块，用于将所述第一平方值与预设的配置阈值进行乘值处理，生成第一乘值；

47、配置子模块，用于将所述第一乘值与所述荷电率进行乘值处理，生成各所述避雷器对应的绝缘配置参数。

48、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

49、响应过电压保护请求，获取过电压保护请求对应的低频输电拓扑信息，基于低频输电拓扑信息进行故障工况仿真处理，生成对应的工况参数，根据工况参数、低频输电拓扑信息和预设的参考电压函数，确定对应的参考电压，采用参考电压和低频输电拓扑信息，确定各避雷器对应的绝缘配置参数。解决了目前依靠过电压保护开关对混合型低频输电系统进行过电压保护存在较高的过电压现象，降低了混合型低频输电系统运行的可靠性的技术问题。本技术通过在低频输电系统的变压器网侧、阀侧和阀顶设置避雷器，并利用参考电压函数对避雷器的绝缘配置参数进行设置，使得系统在过电压时能利用避雷器实现过电压抑制，同时在低频输电系统的逆变站设有阻断二极管与避雷器协同作用提供了过电压的抑制效果，提高了低频输电系统运行的可靠性。