一种多端柔性直流输电系统和确定电压源电压的方法
【专利摘要】本发明公开了一种多端柔性直流输电系统和确定电压源电压的方法，该系统包括用于输送电能的直流输电线路电路以及换流站计算电路，其中：所述直流输电线路电路的每一输入/输出端口均分别与换流站计算电路的正极和负极相连，且所述换流站计算电路的负极接地；其中，所述换流站计算电路包括：三组并联的RLV支路；每一所述RLV支路包括依次串联的电压源、电感和电阻；通过本发明的多端柔性直流输电系统能够确定直流线路上的最大过电压，且本发明中的换流站计算电路与现有技术中的换流站相比，结构简单，节省了资源。
【专利说明】一种多端柔性直流输电系统和确定电压源电压的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力【技术领域】，更具体的说是涉及一种多端柔性直流输电电路系统和确定电压源电压的方法。
【背景技术】
[0002]随着能源短缺的日益严重、环境问题的不断加剧以及石化资源的日益枯竭，使得人们对可再生资源的需求日益增加，而多端柔性直流输电系统以其经济、灵活、可靠等特点在可再生资源等领域的发展潜力日益显现。
[0003]目前的多端柔性直流输电系统均采用伪双极结构，在发生直流线路单级接地故障时，健全极会承受非常大的电压，由于现有的多端柔性直流输电系统通常采用直流电缆或者直流架空线作为直流输电线路，因此，若直流输电线路上承受的电压过大时，会发生不可逆的损坏，因此，多端柔性直流输电系统中的换流站会在直流故障后的几毫秒内闭锁。为了确定故障前后多端柔性直流输电系统的稳定运行以及直流输电线路的安全，必须在工程设计阶段明确直流输电线路上可能出现的最大过电压。
[0004]现有技术中，通过采用搭建多端柔性直流输电系统计算直流输电线路上的最大过电压，具体可以基于电磁仿真平台，如PSCAD/EMTDC，来搭建多端柔性直流输电系统。多端柔性直流输电系统包括交流系统、换流站、以及直流输电线路电路；其中，换流站至少包括:换流变压器、接地装置、换流器、平波电抗器以及相关的控制系统，由此可见，现有技术中所搭建的多端柔性直流输电系统的结构非常复杂，浪费了资源。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种多端柔性直流输电系统和确定电压源电压的方法，以解决现有技术中的多端柔性直流输电系统结构复杂，浪费资源的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种多端柔性直流输电系统，包括用于输送电能的直流输电线路电路以及换流站计算电路，其中:
[0008]所述直流输电线路电路的每一输入/输出端口均分别与换流站计算电路的正极和负极相连，且所述换流站计算电路的负极接地；
[0009]其中，所述换流站计算电路包括:三组并联的RLV支路；
[0010]每一所述RLV支路包括依次串联的电压源、电感和电阻。
[0011]优选的，所述直流输电线路电路包括第一直流输电线路组、第二直流输电线路组、第三直流输电线路组，其中:
[0012]串联的所述第二直流输电线路组和所述第三直流输电线路组与所述第一直流输电线路组并联；
[0013]所述第一直流输电线路组与所述第二直流输电线路组的公共端、所述第一直流输电线路组与所述第三直流输电线路组的公共端、所述第二直流输电线路组与所述第三直流输电线路组的公共端均为所述直流输电线路电路的输入/输出端。
[0014]优选的，还包括第一平波电抗器和第二平波电抗器，所述第一平波电抗器连接在所述直流输电线路电路的每一输入/输出端口与所述换流站计算电路正极之间，所述第二平波电抗器连接在所述直流输电线路电子的每一输入/输出端口与所述换流站计算电路的负极之间。
[0015]优选的，所述换流站计算电路中所述电阻的阻值R=NRtl ;其中，N为与所述换流站计算电路等效的换流站的每一桥臂上串联的换流子模块的个数，R0为所述换流子模块的通态电阻；
[0016]所述换流站计算电路中所述电感的电感值L=ZLci ；L0为与所述换流站计算电路等效的换流站的桥臂电抗；
[0017]所述换流站计算电路中所述电压源的电压V为与所述换流站计算电路等效的换流站稳态运行时正负极之间的电压。
[0018]—种确定电压源电压的方法，应用于如上任一项所述多端柔性直流输电系统中的换流站计算电路中；
[0019]该方法包括:
[0020]获取采用定直流电压控制的第一换流站的直流电压以及采用定功率控制的第二换流站至第N换流站向直流输电网输入的直流功率；
[0021]确定所述第一换流站至第N换流站之间的直流电压与直流功率的非线性方程；
[0022]依据所述非线性方程计算每一换流站稳态运行时正负极之间的电压；
[0023]其中，所述换流站稳态运行时正负极之间电压为与所述换流站等效的所述换流站计算电路的电压源电压。
[0024]优选的，所述确定所述第一换流站至第N换流站之间的直流电压与直流功率的非线性方程，具体包括:
[0025]依据第一换流站至第N换流站之间的直流电压与直流功率确定所述第一换流站至所述第N换流站的直流网络电压方程；
[0026]所述直流网络电压方程为:
[0027]
【权利要求】
1.一种多端柔性直流输电系统，其特征在于，包括用于输送电能的直流输电线路电路以及换流站计算电路，其中: 所述直流输电线路电路的每一输入/输出端口均分别与换流站计算电路的正极和负极相连，且所述换流站计算电路的负极接地； 其中，所述换流站计算电路包括:三组并联的RLV支路； 每一所述RLV支路包括依次串联的电压源、电感和电阻。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述直流输电线路电路包括第一直流输电线路组、第二直流输电线路组、第三直流输电线路组，其中: 串联的所述第二直流输电线路组和所述第三直流输电线路组与所述第一直流输电线路组并联； 所述第一直流输电线路组与所述第二直流输电线路组的公共端、所述第一直流输电线路组与所述第三直流输电线路组的公共端、所述第二直流输电线路组与所述第三直流输电线路组的公共端均为所述直流输电线路电路的输入/输出端。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括第一平波电抗器和第二平波电抗器，所述第一平波电抗 器连接在所述直流输电线路电路的每一输入/输出端口与所述换流站计算电路正极之间，所述第二平波电抗器连接在所述直流输电线路电子的每一输入/输出端口与所述换流站计算电路的负极之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于， 所述换流站计算电路中所述电阻的阻值R=NRtl ;其中，N为与所述换流站计算电路等效的换流站的每一桥臂上串联的换流子模块的个数，R0为所述换流子模块的通态电阻； 所述换流站计算电路中所述电感的电感值L=ZLci ；L0为与所述换流站计算电路等效的换流站的桥臂电抗； 所述换流站计算电路中所述电压源的电压V为与所述换流站计算电路等效的换流站稳态运行时正负极之间的电压。
5.—种确定电压源电压的方法,其特征在于,应用于如权利要求1~4任一项所述多端柔性直流输电系统中的换流站计算电路中； 该方法包括: 获取采用定直流电压控制的第一换流站的直流电压以及采用定功率控制的第二换流站至第N换流站向直流输电网输入的直流功率； 确定所述第一换流站至第N换流站之间的直流电压与直流功率的非线性方程； 依据所述非线性方程计算每一换流站稳态运行时正负极之间的电压； 其中，所述换流站稳态运行时正负极之间电压为与所述换流站等效的所述换流站计算电路的电压源电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一换流站至第N换流站之间的直流电压与直流功率的非线性方程，具体包括: 依据第一换流站至第N换流站之间的直流电压与直流功率确定所述第一换流站至所述第N换流站的直流网络电压方程； 所述直流网络电压方程为:
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述依据所述非线性方程计算每一换流站稳态运行时正负极之间的电压，具体为: 采用牛顿-拉夫逊迭代法对所述非线性方程进行计算，求出所述每一换流站稳态运行时正负极之间的电压。
【文档编号】H02J1/00GK103795055SQ201410075148
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月3日 优先权日:2014年3月3日
【发明者】裘愉涛, 徐政, 潘武略, 张哲任, 王悦, 姜健宁, 方愉冬, 盛海华, 周芳, 徐灵江 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司, 浙江大学