[发明专利]一种换流设备双极短路故障变量特性分析方法及系统

权利要求书

1.一种换流设备双极短路故障变量特性分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取换流设备发生双极短路故障时交流侧和直流侧的状态变量，根据所述状态变量建立状态方程；

根据所述状态方程进行故障变量特性分析。

2.根据权利要求1所述的换流设备双极短路故障变量特性分析方法，其特征在于，在所述获取换流设备发生双极短路故障时交流侧和直流侧的状态变量，根据所述状态变量建立状态方程的步骤中，包括：

根据发生双极短路故障的换流设备的设备结构建立系统模型；

根据所述系统模型获取所述换流设备发生双极短路故障时的电路模型，并根据所述电路模型获取简化等效电路；

根据所述简化等效电路获取状态变量，所述状态变量包括所述交流侧和直流侧的状态变量；

根据所述状态变量获取状态变量向量、系统矩阵、输入矩阵、以及输入电压向量；

根据所述状态变量向量、系统矩阵、输入矩阵以及输入电压向量获取状态方程。

3.根据权利要求2所述的换流设备双极短路故障变量特性分析方法，其特征在于，所述状态变量包括交流侧三相线路的相电流(i_a、i_b、i_c)、直流侧线路短路电流(i_d)、以及直流侧电容残压(u_c)。

4.根据权利要求3所述的换流设备双极短路故障变量特性分析方法，其特征在于，所述状态方程为所述状态变量的微分方程。

5.根据权利要求4所述的换流设备双极短路故障变量特性分析方法，其特征在于，通过如下公式建立所述微分方程：

x·=Ax+Bu]]>

其中，A为所述系统矩阵，x为所述状态变量构成的状态变量向量，B为所述输入矩阵，u为所述输入电压向量，为所述状态变量向量的微分向量。

6.根据权利要求5所述的换流设备双极短路故障变量特性分析方法，其特征在于，通过如下公式建立所述状态变量向量，

x＝(i_a i_b i_c u_c i_d)^T

其中，i_a为所述交流侧三相线路的相电流中的A相相电流，i_b为所述交流侧三相线路的相电流中的B相相电流，i_c为所述交流侧三相线路的相电流中的C相相电流，u_c为所述直流侧电容残压，i_d为所述直流线路短路电流；

通过如下公式建立所述系统矩阵，

A=-RcLc00SaoLc00-RcLc0SboLc000-RcLcScoLc0SaCSbCScC01C0001L-RL]]>

其中，R_C为交流侧总电阻，包括交流系统和连接电抗器的电阻；L_C为交流侧总电抗，包括交流系统和连接电抗器的电抗；S_a、S_b、S_c分别为开关函数中的A相开关、B相开关和C相开关；S_ao、S_bo、S_co分别为由控制决定的开关函数中的A相控制开关、B相控制开关和C相控制开关；C为直流侧滤波电容，L为直流侧线路电感，R为直流侧线路电阻与故障过渡电阻之和；

通过如下公式建立所述输入矩阵，

B=1Lc000001Lc000001Lc000000000000]]>

其中，L_C为交流侧总电抗，包括交流系统和连接电抗器的电抗；

通过如下公式建立所述输入电压向量，

va=2U sin(ωt+φ)]]>

u＝(v_a v_b v_c 0 0)^T

其中，v_a为三相交流系统电压中的A相相电压，v_b为三相交流系统电压中的B相相电压，v_c为三相交流系统电压中的C相相电压，U为三相交流电相电压有效值，ω为三相交流电的频率，φ为三相交流电中A相初始相位角。