[发明专利]一种基于PSS/E的直流输电线路故障模拟方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于PSS/E的直流输电线路故障模拟方法及装置，其中方法包括：在PSS/E中搭建直流输电线路的T型等效电路模型；选取故障支路并判断故障支路是否使能；如故障支路使能，则依据故障支路和T型等效电路构成的回路及预先选定的电流正方向获取平波电抗器和直流输电线路电抗中电流对时间的导数，以获取直流输电线路中的电流值；如故障支路未使能，则依据T型等效电路及预先选定的电流正方向分别计算平波电抗器中电流对时间的导数，以获取直流输电线路中的电流值。通过搭建T型等效电路并选取故障支路，依据二者构成的回路计算各支路电流，准确模拟直流电流和直流电压的计算，为系统研究和稳定运算提供技术支持。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真技术领域，特别涉及一种基于PSS/E的直流输电线路故障模拟方法及装置。

背景技术

高压直流输电技术的发展和应用虽然解决了能源与用电负荷分布不平衡的问题，但随着更多直流工程的投运和输送距离的增加，直流输电线路面临的问题也越来越多。包括人为事故、地理环境的差异以及自然不可抗力等因素都可能损坏输电线路，对电力系统的安全运行构成巨大威胁。

面临诸多问题，在直流工程联调试验和安全稳定计算中对直流线路故障的模拟是很重要的，也是必不可少的。目前PSS/E仿真工具提供的现有直流模型中都不具备完整的直流故障重启功能。在进行系统稳定性分析和计算中，研究直流模型对交流网的影响时也只能通过手动方式解锁-闭锁之间的切换来实现。通过解锁-闭锁-再解锁的手动切换方式来模拟直流线路故障重启功能时，一方面操作复杂，试验人员也必须对再启动逻辑的时序有充分的了解；另一方面，通过手动切换这种方式模拟时只能研究直流模型对交流网的影响，并不能准确的反应再启动过程直流模型的电气量变化。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于PSS/E的直流输电线路故障模拟方法及装置，通过搭建直流输电线路中的T型等效电路并选取故障支路，根据T型等效电路中各支路与选取的故障支路构成的回路计算各支路电流，可准确地模拟出直流输电线路故障后直流输电系统中的直流电流和直流电压的计算，为系统研究和稳定运算提供了技术支持，实现了对直流输电控制保护系统重启动逻辑和安全稳定控制系统的配合，保障了电力系统的安全稳定运行。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种基于PSS/E的直流输电线路故障模拟方法，包括如下步骤：

在PSS/E中搭建直流输电线路的T型等效电路模型；

选取故障支路并判断所述故障支路是否使能；

如所述故障支路使能，则依据所述故障支路和所述T型等效电路构成的回路及预先选定的电流正方向获取平波电抗器和所述直流输电线路电抗中电流对时间的导数，以获取所述直流输电线路中的所述电流值；

如所述故障支路未使能，则依据所述T型等效电路及预先选定的电流正方向分别计算所述平波电抗器中电流对时间的导数，以获取所述直流输电线路中的所述电流值；

其中，所述直流输电线路的所述电抗中的所述电流和所述电流对时间的导数与所述平波电抗器的所述电流和所述电流对时间的导数相同。

进一步地，基于PSS/E的直流输电线路故障模拟方法还包括：

依据所述直流输电线路中的所述电流值，获取所述直流输电线路中的直流电压、有功功率和/或无功功率。

进一步地，所述判断所述故障支路是否使能，包括：

判断所述直流输电线路的首端是否发生接地故障及所述直流电流传输方向是否为整流站流向逆变站；

当所述直流输电线路的首端发生接地故障且所述直流电流传输方向为所述整流站流向所述逆变站时，所述平波电抗器和所述直流输电线路电抗中电流对时间的导数分别为：