考虑直流控制特性的多直流馈出交流电网故障计算方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力系统故障计算方法的研宄领域，特别涉及一种考虑直流控制特性 的多直流馈出交流电网故障计算方法。
【背景技术】
[0002] 直流输电在长距离、大容量输电方面较交流输电具有诸多优点，广泛应用于电力 资源丰富的西部地区向东部沿海地区输送电能的输电系统中。随着用电需求的不断扩大， 从电力资源丰富的西部地区交流电网引出多条直流输电系统形成多直流馈出送电系统也 将实现。继宁东直流输电工程之后，宁夏的第二个直流输电工程一一宁东至浙江特高压直 流输电工程计划2016年建成投运，届时，宁夏电网将成为含多回直流系统的多馈出交流电 网。电网的故障分析计算是其继电保护整定配合的基础，对于传统的纯交流电网已经有较 为成熟的故障计算方法，而对于含直流系统的交直流电网故障计算中，则通常将直流系统 等值为恒流源或者恒功率负荷。由于交流电网故障时直流系统整流侧的控制特性随故障条 件的变化而有较大差异，若不考虑故障时直流系统的控制特性，则必然会对故障计算结果 造成一定误差。特别是对于MODC(multi_outfeeddirectcurrentsystem，MODC)而言，一 方面各馈出直流子系统之间存在着紧密的相互作用关系；另一方面，由于直流馈出总功率 的比重较大，送端电网故障所引发的直流系统控制特性变化对故障电流的影响则更是不能 忽略。然而目前对于含多回直流系统馈出的交流电网故障计算还缺乏有效的计算方法，而 详细的电磁暂态仿真方法虽然能够详细模拟MODC网络的故障暂态过程，且在含多回直流 系统的情况下，电磁暂态仿真模型较复杂，仿真计算耗时极长，难以适用于对计算速率有较 高要求的场合，因此有必要提出一种在保证计算精度的基础上提高计算速率的新方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于填补本研宄领域的空白，克服现有技术的缺点与不足，提 出一种考虑直流控制特性的含多直流馈出交流电网故障计算方法。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0005] 一种考虑直流控制特性的多直流馈出交流电网故障计算方法，包括下述步骤：
[0006] (1)输入MODC系统的系统参数、直流控制策略及其控制参数；
[0007] (2)由交流电网系统参数和故障参数形成交流系统序网图，建立交流约束方程，由 直流系统的控制策略和控制参数形成直流侧直流电压和直流电流间的直流约束方程；
[0008] (3)令k= 0,对全部变量置初始值；
[0009] (4)令i= 1，根据已知的第1回换流母线电压求得其工频线电压、巧丨 和吨L，再由工频线电压、直流电流的直流分量I[1]d〇以及直流系统整流侧触发角afl]，建 立电压电流开关函数模型，求出电压、电流的开关函数丨，和％
[0010] (5)由交流侧母线电压和电压开关函数难L,求得直流系统直流电压;
[0011] (6)根据直流约束方程和直流电压求得直流电流/&+1);
[0012] (7)由直流侧直流电流從f和电流开关函数对3丨求得直流系统通过换流器注入到 交流系统的等值电流屯 +11;
[0013] (8)i= 2, 3,……，根据第1回换流母线所示步骤（4)?（7)的方法，分别计算其 余换流母线及其相连直流系统通过换流器注入到交流系统的等值电流g+ll;
[0014] (9)根据交流约束方程和交流电流福+1>求得换流母线电压碎；+11;
[0015] (10)分别计算#+11与#1的误差，当最大误差不满足要求时，令k=k+1，重复步 骤（4)?（10)的过程；当最大误差满足要求时，输出第k+1次运算的变量值作为故障计算 的结果。
[0016] 优选的，步骤（2)中，根据MODC系统的结构和参数，以及故障参数形成适用于故障 计算的交流系统序网图和交流约束方程，根据直流系统的控制策略和控制参数形成直流电 流随直流电压变化的直流约束方程；交流约束方程和直流约束方程明确了交流侧电压、电 流间和直流侧电压、电流间的函数关系；所述交流约束方程如下：
[0017]
【主权项】
1. 一种考虑直流控制特性的多直流馈出交流电网故障计算方法，其特征在于，包括下 述步骤： (1) 输入MODC系统的系统参数、直流控制策略及其控制参数； (2) 由交流电网系统参数和故障参数形成交流系统序网图，建立交流约束方程，由直流 系统的控制策略和控制参数形成直流侧直流电压和直流电流间的直流约束方程； (3) 令k= 0,对全部变量置初始值； (4) 令i= 1，根据已知的第1回换流母线电压求得其工频线电压巧丨^、和 ，再由工频线电压、直流电流的直流分量I[1]d(l以及直流系统整流侧触发角atl]，建立 电压电流开关函数模型，求出电压、电流的开关函数和; (5) 由交流侧母线电压&和电压开关函数句A求得直流系统直流电压; (6) 根据直流约束方程和直流电压求得直流电流/￡广； (7) 由直流侧直流电流/^+1>和电流开关函数句g求得直流系统通过换流器注入到交流 系统的等值电流^T; (8) i= 2, 3,……，根据第1回换流母线所示步骤（4)?（7)的方法，分别计算其余换 流母线及其相连直流系统通过换流器注入到交流系统的等值电流#T1; (9) 根据交流约束方程和交流电流$+1)求得换流母线电压n; (10) 分别计算与啦1的误差，当最大误差不满足要求时，令k=k+1，重复步骤 (4)?（10)的过程；当最大误差满足要求时，输出第k+1次运算的变量值作为故障计算的 结果。
2. 根据权利要求1所述的考虑直流控制特性的多直流馈出交流电网故障计算方法，其 特征在于，步骤（2)中，根据MODC系统的结构和参数，以及故障参数形成适用于故障计算的 交流系统序网图和交流约束方程，根据直流系统的控制策略和控制参数形成直流电流随直 流电压变化的直流约束方程；交流约束方程和直流约束方程明确了交流侧电压、电流间和 直流侧电压、电流间的函数关系；所述交流约束方程如下：
式⑴中，的k,;)、〇_分别为故障序网图中的n次等值正序、负序电压源，冷(nl为 故障时根据交流系统网络结构和故障边界条件得到的单独作用时的交流电网序阻抗，