高压直流不同方式运行下交流分量沿线路传递解析方法与建模技术

本发明专利技术涉及高压直流不同方式运行下交流分量沿线路传递建模与解析方法，包括：1、根据直流工程中的直流线路杆塔参数计算出单位长度线路的阻抗导纳参数；2、将单回长距离线路均匀分布参数电路等值成单回型等值电路，并求解有关参数；3、利用相模变换矩阵将直流输电工程单位长度正负双回直流输电线的等值电路解耦；4、利用长距离线路分布参数修正系数，将单位长度正负双回线路中的集中参数阻抗和对地导纳转化为分布参数阻抗和对地导纳；5、结合所述高压直流输电工程中直流线路长度以及不同运行方式下的边界条件，对高压直流输电系统运行等值电路图进行变换分别作出高压直流输电线路在不同运行方式。

Analysis and modeling of AC component transmission along HVDC line under different operation modes

The present invention relates to a high-voltage DC operation under different modes of AC component along the line transfer modeling and analytical methods, including: the calculated impedance admittance parameters of unit length line 1, according to the parameters of the DC DC line tower in engineering; 2, the single long distance line distribution parameters equivalent circuit into a single type equivalent circuit, and to solve the relevant parameters; 3, the phase mode transformation matrix decoupling equivalent circuit of DC power transmission project of unit length of positive and negative double circuit DC transmission lines; 4, the use of long distance distributed parameter line correction coefficient, the unit length of positive and negative double lines in lumped parameter impedance and admittance to ground into the distribution parameters of impedance and admittance 5, according to the length of the DC line; the HVDC project and different mode of operation under the boundary conditions of HVDC power system equivalent electric operation Make the transformation path of HVDC transmission lines in different operation modes.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高压直流输电
，具体涉及高压直流不同方式运行下交流分量沿线路传递解析方法与建模。
技术介绍
高压直流输电是解决远距离输电和大电网互联的有效手段，在我国和世界范围内得到普遍应用。直流系统换流变的合闸操作是直流换流站调试及生产运行阶段基础性操作，也是考核其制造质量和绝缘性能的重要手段。多馈入交直流混联系统中，直流系统邻近直流系统或交流系统中的变压器空载合闸或者是直流系统内部一极上的两台变压器空载合闸等情况都有可能引起正常运行直流系统的直流线路对侧的直流50Hz保护误动。空载合闸变压器投入系统时，因其内部非线性铁芯饱和，会产生数十倍于额定电流的励磁涌流，同时运行变压器则会出现复杂的和应涌流，和应涌流含有大量的2次谐波正序分量，通过换流器的变换作用，会在直流线路本侧产生50Hz分量，并通过线路传递放大，使对侧线路上的直流50Hz保护误动。为了防止换流变空投时产生的涌流引起对侧直流50Hz保护误动，急需对谐波在直流输电线路上的传递放大机理进行分析，其中对高压直流不同方式运行下交流分量沿线路传递解析方法与建模研究尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种计及高压直流不同方式运行的交流分量沿线路传递解析方法与建模，为50Hz分量在直流线路上传递放大机理与相关影响因素边界研究提供理论基础，从而有效地防止实际直流工程中换流变空投时引起其附近直流线路对侧直流50Hz保护误动。以某条直流工程为例，高压直流不同方式运行时交流分量沿线路传递解析方法与建模，包括以下几个步骤：步骤1、利用卡森(Carson)线路模型原理构建计及大地回路的长度为l的导线回路模型及其单位长度等值模型和大地回路的互感模型，根据直流工程中的直流线路杆塔参数计算出单位长度线路的阻抗导纳参数；步骤2、将单回长距离线路均匀分布参数电路等值成单回π型等值电路，并求解出长距离线路波阻抗、传播系数以及阻抗、导纳分布参数修正系数；步骤3、以单回长距离线路的π型等值电路为基础，并结合上述所求得的单位长度线路的阻抗导纳参数，得出所述直流输电工程单位长度正负双回直流输电线的等值电路，将其正负双回线路的耦合关系用一个2阶互感矩阵表示，利用相模变换矩阵将相互耦合的正负极电压、电流转化成解耦的线模分量和地模分量，使正负双回直流输电线路的等值电路解耦；步骤4、考虑到长距离线路的分布参数特性，利用步骤2中所求的长距离线路分布参数修正系数，将单位长度正负双回线路中的集中参数阻抗和对地导纳转化为分布参数阻抗和对地导纳；步骤5、根据步骤1至步骤4，并结合所述高压直流输电工程中直流线路长度以及不同运行方式下的边界条件，对高压直流输电系统运行等值电路图进行等值变换，并分别作出高压直流输电系统在不同运行方式(即双极运行、单极大地运行、单极金属回线运行、单回双极运行)时交流分量沿线路传递等值模型。在现有交直流线路传播特性研究下，本专利技术专利具有以下创新点：本专利技术专利形成一套完整的高压直流不同方式运行下交流分量沿线路传递解析方法与解析模型。将行波传播特性研究理论运用于直流线路交流量传递特性研究上，双回直流线路看作为二端口网络，利用相模变换矩阵对直流线路进行解耦，根据直流不同运行方式下两极线路上电压电流的边界条件，对交流分量沿直流线路传进行建模，用以计算线路电气量之间的关系，弥补目前工程中暴露出来的变压器涌流情况下二次谐波传递到直流线路上的交流50Hz分量在直流线路上的传播特性研究所存在的不足。附图说明图1中(a)是本专利技术的计及大地回路的长度为l的导线回路模型；(b)是本专利技术的其单位长度等值模型；图2是本专利技术的计及大地回路的互感模型；图3是本专利技术的长线路均匀分布参数电路；图4是本专利技术的双回直流输电线路参数模型；图5是本专利技术的正负两极电量解耦模型；图6是本专利技术的实际高压直流输电系统运行示意图；图7是本专利技术的高压直流输电系统运行等值电路图；图8是本专利技术的直流双极运行时交流分量沿线路传递解析模型；图9是本专利技术的直流单极大地运行时交流分量沿线路传递解析模型；图10是本专利技术的直流单极金属回线运行时交流分量沿线路传递解析模型；图11是本专利技术的直流单回双极运行时交流分量沿线路传递解析模型具体实施方式下面结合某高压直流工程及附图，对本专利技术作进一步地详细说明。步骤1、利用卡森线路模型如图1-2所示，根据所述直流工程中的直流线路杆塔参数计算出单位长度线路的自阻抗zs、互阻抗zm、自导纳ys以及互导纳ym；步骤2、将单回长距离线路均匀分布参数电路如图3所示，等值成单回π型等值电路，并求解出长距离线路波阻抗Zc、传播系数γ以及阻抗、导纳分布参数修正系数KZ、KY；步骤3、以单回长距离线路的π型等值电路为基础，并结合上述所求得的单位长度线路的阻抗导纳参数zs、zm、ys、ym，得出所述直流输电工程单位长度正负双回直流输电线的等值电路如图4所示，其正负双回线路的耦合关系用一个2阶互感矩阵表示，其线路单位长度沿导线的压降和各导线内流过的电流关系如式(1)： U 1 + U 1 - I 1 + I 1 - = 1 0 z s z m 0 1 z m本文档来自技高网...

【技术保护点】
高压直流不同方式运行时交流分量沿线路传递建模与解析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用卡森线路模型原理构建计及大地回路的长度为l的导线回路模型及其单位长度等值模型和大地回路的互感模型，根据直流工程中的直流线路杆塔参数计算出单位长度线路的自阻抗zs、互阻抗zm、自导纳ys以及互导纳ym；步骤2、将单回长距离线路均匀分布参数电路等值成单回π型等值电路，并求解出长距离线路波阻抗Zc、传播系数γ以及阻抗、导纳分布参数修正系数KZ、KY；步骤3、以单回长距离线路的π型等值电路为基础，并结合上述所求得的单位长度线路的阻抗导纳参数zs、zm、ys、ym，得出直流输电工程单位长度正负双回直流输电线的等值电路，其正负双回线路的耦合关系用一个2阶互感矩阵表示，其线路单位长度沿导线的压降和各导线内流过的电流关系如式：U1+U1-I1+I1-=10zszm01zmzsysym10ymys01U2+U2-I2+I2-]]>其中，下标+、‑分别为正极和负极线路；Zs为极线自阻抗；Zm为极线间互阻抗；并利用相模变换矩阵将上式相互耦合的正负极电压、电流转化成解耦的线模分量和地模分量；步骤4、考虑到长距离直流线路的分布参数特性，利用步骤2中所求的长距离线路分布参数修正系数KZ、KY，将单位长度正负双回线路中的集中参数阻抗zs、zm和对地导纳ys、ym转化为分布参数阻抗Zs、Zm和对地导纳Ys、Ym；步骤5、根据步骤1至步骤4中求解公式，并结合所述高压直流输电工程中直流线路长度以及不同运行方式下的边界条件，对高压直流输电系统运行等值电路图进行等值变换，并分别作出高压直流输电线路在不同运行方式(即双极运行、单极大地运行、单极金属回线运行、单回双极运行)时交流分量沿线路传递解析模型。...

【技术特征摘要】
1.高压直流不同方式运行时交流分量沿线路传递建模与解析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、利用卡森线路模型原理构建计及大地回路的长度为l的导线回路模型及其单位长度等值模型和大地回路的互感模型，根据直流工程中的直流线路杆塔参数计算出单位长度线路的自阻抗zs、互阻抗zm、自导纳ys以及互导纳ym；步骤2、将单回长距离线路均匀分布参数电路等值成单回π型等值电路，并求解出长距离线路波阻抗Zc、传播系数γ以及阻抗、导纳分布参数修正系数KZ、KY；步骤3、以单回长距离线路的π型等值电路为基础，并结合上述所求得的单位长度线路的阻抗导纳参数zs、zm、ys、ym，得出直流输电工程单位长度正负双回直流输电线的等值电路，其正负双回线路的耦合关系用一个2阶互感矩阵表示，其线路单位长度沿导线的压降和各导线内流过的电流关系如式： U 1 + U 1 - I 1 + I 1 - = 1 0 z s z m 0 1 z m z s y s y m 1 0 y ...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓兵，吴嘉琪，田庆，李晓华，朱韬析，蔡泽祥，张冬怡，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44