银东±660kV直流系统故障的动态特性仿真研究.pdf

第４０卷第１１期２０１２年６月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｌｏ１．４０Ｎｏ．１１Ｊｕｎ．１，２０１２银东±６６０ｋＶ直流系统故障的动态特性仿真研究郭启伟，赵建国，牛林，于大洋，任敬国（１．山东大学电气工程学院，山东济南２５００６１；２．国网技术学院，山东济南２５０００２）摘要：基于ＰＳＣＡＤ仿真软件研究分析银东±６６０ｋＶ直流系统故障的动态特性。对直流系统详细建模，采用一种基于物理等效的方法对逆变侧交流系统（山东电网）等值建模，提出一种可行的交流网解环方法。通过山东５００ｋＶ母线的短路试验验证了等值前后交流系统动态特性的一致性，对银东直流系统在直流线路故障和换相失败故障情况下的动态特性分别进行仿真分析。仿真结果表明，该直流线路故障位置和故障电压、电流波形的升降趋势无关，线路对地闪络故障如能在去游离后自动恢复，在控制系统作用下可很快恢复正常运行；电气距离和故障类型是导致其换相失败的重要因素。该交直流模型还可进行细化，用于进一步研究。关键词：直流系统；ＰＳＣＡＤ；等值；故障；仿真；动态特性Ｆａｕｌｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｂｏｕｔ￣６６０ｋＶＹｉｎｄｏｎｇＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍＧＵＯＱｉ．ｗｅｉ，ＺＨＡＯＪｉａｎ．ｇｕｏ，ＮＩＵＬｉｎ，ＹＵＤａ．ｙａｎｇ，ＲＥＮＪｉｎｇ．ｇｕｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎａｎ２５００６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄｏｆＣｈｉｎａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉｎａｎ２５０００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ士６６０ｋＶＹｉｎｄｏｎｇＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｆａｕｌｔｂａｓｅｄｏｎＰＳＣＡＤ．ＡｄｅｔａｉｌｅｄＤＣｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄＡＣｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ（Ｓｈａｎｄｏｎｇｐｏｗｅｒｇｒｉｄ）ｍｏｄｅｌｏｆｉｎｖｅｉ＇ｔｅｒｓｉｄｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｕｓｉｎｇａｐｈｙｓｉｃａｌｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｎａｎａｖａｉｌａｂｌｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｅｘｃｈａｎｇｉｎｇＡＣｎｅｔｗｏｒｋｓｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．ＴｈｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙｏｆＡＣｓｙｓｔｅｍｄｙｎａｍｉｃｓｉｓ’ｉｎｓｐｅｃｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ５００ｋＶｂｕｓｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｔｅｓｔｏｆＳｈａｎｄｏｎｇｇｒｉｄ，ｔｈｅＤＣｓｙｓｔｅｍＳｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｕｎｄｅｒｔｈｅＤＣｌｉｎｅｆａｕｌｔａｎｄｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＤＣｌｉｎｅｆａｕｌｔｌｏｃａｔｉｏｎｉｓｕｎｒｅｌａｔｅｄｔｏｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｔｒｅｎｄｓ，ａｎｄＤＣｓｙｓｔｅｍｗｉｌｌｑｕｉｃｋｌｙｒｅｓｕｍｅｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｕｎｄｅｒｔｈｅａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｆｌｉｎｅ・ｔｏ－ｇｒｏｕｎｄｆｌａｓｈｏｖｅｒｆａｉｌｕｒｅａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙｒｅｓｔｏｒｅａｆｔｅｒｇｏｎｅｆｒｅｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｆａｕｌｔｔｙｐｅａｒｅｉｍｐｏ￣ａｎｔｆａｃｔｏｒｓｌｅａｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅ．ＴｈｅＡＣ．ＤＣｍｏｄｅｌｃａｎｂｅｒｅｆｉｎｅｄｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｋｓ：ＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍ；ＰＳＣＡＤ；ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ；ｆａｕｌｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ中图分类号：ＴＭ７４３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－３４１５（２０１２）１１－０１３３－０７０引言银东直流输电工程额定直流电压为±６６０ｋＶ，是世界首个该电压等级的直流输电工程。虽然其在现存的直流电压等级序列中不是最高，但因其设计特点决定了其换流变容量，换流阀规模等其他主设备都超过了±８００ｋＶ直流输电使用要求。因此从某些设备的运行角度而言，银东±６６０ｌ【Ｖ直流输电带来的运行挑战不亚于目前在建或已经投运的±８００ｋＶ直流工程。银东±６６０ｋＶ直流输电工程对于运行，维护以及检修的技术挑战也是空前的：所以无论对于系统运行方式，还是技术监督，针对本工程的技术储备都显得尤为重要。银东±６６０ｋＶ直流输电工程中，山东（青岛）站作为设计的受端，长期运行于逆变状态下。逆变站本身特点决定了其运行压力和难度更大，例如换相失败就是一个逆变站特有而且几乎无法避免的故障，换流母线一定程度的电压跌落都可能引起换相…失败的发生，其后果就是直流功率的暂时性中断。而电压跌落不仅与故障时间，故障地点以及故障类型（单相／三相）有关，而且与交流接入电网的强度密切相关，电网强度是接入电网运行方式，负荷水平，短路容量的一个间接指标反映。简言之，电网状况直接影响着直流系统的运行特性，因此针对不同电网运行方式对直流输电运行特性的影响进行比较和分析，了解直流输电在不同工况下的特性，不．１３４．电力系统保护与控制仅对电网运行部门有重要指导意义，而且对于系统试验、技术监督和维护和检修，也是必须的【２。本文在ＰＳＣＡＤ软件中建立银东直流模型，并采用一种基于物理等效的方法对直流系统的受端山东电网进行等值处理并建模，对银东直流系统设置各种故障，研究分析其动态特性，对该直流系统的稳定运行有一定的指导意义。１银东直流系统仿真模型银东直流系统仿真模型包括控制系统和主电路。主电路包括：换流阀、换流变压器、交直流滤波器、并联电容器、直流输电线路、接地极、平波电抗器等。银东直流系统主电路结构如图１所示，其等值电路如图２所示。交平波皂器平波器图１银东±６６０ｋＶ直流输电系统结构Ｆｉｇ．１Ｓｙｓｔｅｍａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆ￣６６０ｋＶＹｉｎｄｏｎｇＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ足ｉＲｄｃ足ｊ—＿÷。一—厶），（、／、／ＣＯＳ图２银东直流输电等值电路Ｆｉｇ．２ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｏｆＹｉｎｄｏｎｇＨＶＤＣｓｙｓｔｅｍ图１中，整流侧和逆变侧各用４台三相双绕组变压器代替实际中的１２台单相双绕组变压器。图２中，ｉ、ｊ分别为整流侧和逆变侧换流变压器直流侧的交流电压方均根值，仅、分别为整流器的触发延迟角和逆变器的超前触发角，小。｛分别为直流平波电抗器和换流变压器以及整流器、逆变器的损耗对应的电阻，Ｒｄｃ为直流输电线路的电阻，ｊ、｛分别为整流器、逆变器的直流电抗器出口的直流输电线侧直流电压，厶为直流电流。直流输电的运行方式取决于整流侧和逆变侧换流器的控制方式。银东直流输电系统的控制特性如图３所示，正常工况下整流侧定电流控制。由于银东直流系统采用阿海珐公司的换流阀，无法实测熄弧角大小，所以逆变侧采用修正的预测熄弧角控制。此外，整流侧和逆变侧都配有低压限流（ＶＤＣＯＬ）￣￥１Ｊ。在这种控制方式组合下，该直流系统的控制特性如图３所示。１ｏ号０脚ＯＯ电流／ｐ．Ｕ图３银东直流系统的静态伏安特性Ｆｉｇ．３ＳｔａｔｉｃＩ－ＶｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＹｉｎｄｏｎｇＤＣｓｙｓｔｅｍ图３中曲线ａ－ｆ为整流侧的控制特性。其中为最小触发角控制，６ｃ为定电流控制，ｃ为低压限流环节。另一曲线Ｐ．ｉ为逆变侧的控制特性。其中为修正熄弧角控制，ｈｉ为最小熄弧角控制，为定电流控制，ｆｅ为低压限流环节。．不难看出，正常运行方式的运行点是６ｃ与线的交点Ｐ。这表明，在该方式下，整流侧运行于恒电流控制（触发角可变）方式；逆变侧运行于修正的预测熄弧角控制（恒定）方式。整流侧控制角的变化以维持直流电流；逆变侧的熄弧角ｙ维持定值以保证关断后处于高电位的换流阀不致重燃造成换相失败，这是通过调节逆变侧触发角来实现的。需要说明的是，银东直流系统逆变侧采用修正的预测熄弧角控制，与常规的定熄弧角控制不同。常规定熄弧角控制方程如式（１）所示。８＝ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓｙ一函Ｘ｜Ｅ（、１、）式中：为逆变器的超前触发角；为逆变器实测熄弧角；厶为直流电流；坼为逆变器换相电抗；为逆变器阀侧空载线电压。常规定熄弧角控制不利于系统的稳定，修正后逆变侧熄弧角控制曲线为一正斜率曲线（图３中ｇｈ），扰动后能够恢复到稳态运行点。暂态情况下，厶因扰动而变大时，该控制将减小角使得逆变侧电压增大，直流电流厶变小，从而回到稳态工作点；反之，因扰动变小时，控制将增大角使得逆变侧电压减小，直流电流厶增大。修正的预测熄弧角控制方程如式（２）所示。郭启伟，等银东±６６０ｋＶ直流系统故障的动态特性仿真研究．１３５．：ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓ一６ＴＩｄ／ＩｔＥｎ＋（，０－－Ｉｄ））（２）式中：７为逆变器额定熄弧角，对银东直流系统来说约为１７。；Ｋ为修正系数；为直流电流参考值。修正的预测熄弧角的优势在于维持恒定的熄弧角，避免熄弧角过大导致换流器无功功率增加。２交流电网的等值２．１等值的方法鉴于换相失败是逆变侧特有的故障，整流侧交流系统用无穷大电源模型代替，基于ＰＳＡＳＰ（电力系统综合分析程序）采用一种基于物理等效的动态等值方法对逆变侧山东电网进行等值。等值的基本思路是将系统按电压等级分层，并认为交直流大电网的动态特性主要决定于大容量直流线路接入层的系统强度，即认为电网的动态特性主要取决于主干５００ｋＶ网架的强度，而将２２０ｋＶ及以下电压等级的网络进行等值。主干网架上５００ｋＶ节点等值结构如图４所示。５００ｋｖ母线电动【负荷图４主干网架上５００ｋＶ节点等值结构Ｆｉｇ．４Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ５００ｋＶｇｒｉｄｎｏｄｅｓ等值前后的系统需要满足以下几个条件［７－１０】（１）等值前后系统的发电机总容量和总出力应该保持不变。（２）等值前后主干网架上各个母线的短路电流应该保持不变。（３）等值前后系统的潮流应该保持基本一致。进行动态等值时需要保留的子系统为（１）保留系统５００ｋｖ电压等级的主干网架。（２）保留详细描述的直流线路。（３）保留与直流线路并联运行的交流通道。（４）保留与主干网架直接相连的发电机。建立主干网架等值模型以后，调节各５００ｋｖ节点的等值发电机出力以及等值负荷大小，以保证等值前后全网发电机的总容量、总出力以及系统潮流一致；同时调节各５００ｋＶ节点等值变压器电抗值以保证等值前后各５００ｋＶ节点短路电流一致。为了保证等值前后短路电流的一致，经试验等值负荷选定为５０％恒阻抗和５０％电动机模型。需要说明的是，等值前需要将不同５００ｋＶ母线间的２２０ｋＶ环网进行开断，以保证每个５００ｋＶ母线所接的２２０ｋＶ网络独立运行，但在保证潮流不变的条件下，仅能断开不同地区电网间无潮流的２２０ｋＶ联络线，而潮流较大的２２０ｋＶ联络线无法开断，例如潍坊５００ｋＶ母线与益都５００ｋＶ母线间的２２０ｋＶ联系较为紧密，无法将其划分为两个区域。对此采用方法如下：假设Ａ、Ｂ为两条５００ｋＶ母线及其所连２２０ｋＶ地方电网，Ａ区域与Ｂ区域之间存在２２０ｋＶ联络线１，且从Ａ区域向Ｂ区域输入ｘＭＷ的有功功率，等值时不考虑联络线ｌ，认为Ａ与Ｂ均独立运行，计算出各自区域的负荷后，Ａ区域等值负荷加ＸＭＷ，Ｂ区域等值负荷减ＸＭＷ以此保证系统总的发电及负荷不变，再进行等值。２．２等值的验证以最大运行方式下山东电网的聊城５００ｌ母线节点为例进行验证。聊城厂２号和聊城厂３号与聊城５００ｋＶ母线节点直接相连，根据这两个电厂机组的有功出力以及发电机容量，然后求和得出与聊城５００ｋＶ母线直接相连的发电机有功和无功功率。同理，汇总计算聊城等值母线上连接的等值机有功出力和无功出力以及等值负荷的大小。利用这些初始数据在保证潮流基本无变化的情况下进行等值并进行验证，验证如表１所示。表１等值前后聊城５００ｋＶ母线节点三相短路电流比较—Ｔａｂｌｅ１ＴｈｒｅｅｐｈａｓｅｓｈｏｒｔｃｉｒｃｕｉｔｃｕｒｒｅｎｔｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＬｉａｏｃｈｅｎｇ５００ｋＶｂｕｓｎｏｄｅ对聊城５００ｋＶ母线施加三相短路故障，经０．１Ｓ切除故障，仿真５Ｓ，原型系统和等值系统的动态响应曲线如图５所示，分别为聊城５００ｋＶ节点电压幅值、５００ｋＶ母线直接连接的发电机功角响应曲线，其中的发电机功角是相对于邹县厂４号机组。根据表１和图５等值前后系统动态响应特性曲线，可以得出等值聊城５００ｋＶ母线节点后的系统的动态响应特性与原型系统的动态响应特性很相近，具有较好的准确度。１３６电力系统保护与控制≤１．２３ｌ００（ａ】等值前母线节点电压（ｂ）等值后母线节点电压（ｅ）等值前３号机组功角（ｆ）等值后３号机组功角图５聊城５００ｋＶ母线三相短路故障各波形Ｆｉｇ．５Ｗａｖｅｆｏｒｍｉｎｔｈｒｅｅｐｈａｓｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｏｆＬｉａｏｃｈｅｎｇ５００ｋＶｂｕｓ３银东直流系统故障的仿真研究３．１直流线路故障时的动态特性分析直流线路故障，一般是以遭受雷击、污秽或树枝等环境因素所造成的线路绝缘水平降低而产生的对地闪络为主。在正极整流侧直流线路处设置接地故障，０．４Ｓ接入故障，０．４５Ｓ消除故障，再启动恢复系统正常运行。该故障下的直流波形如图６。６００２００２００＞６００２００删一２ＯＯ（ａ）正极整流侧直流电压和直流电流（ｂ）正极逆变侧直流电压和直流电流（ｆ）正极整流侧和逆变侧的触发延迟角ｔ／ｓ０００２０４０６０８ｌ０如ｓ（ｇ）整流侧和逆变侧换流母线的电压图６直流线路整流侧故障时的波形Ｆｉｇ．６ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆＹｉｎｄｏｎｇＤＣｓｙｓｔｅｍｉｎＤＣｌｉｎｅｆａｕｌｔｏｆｒｅｃｔｉｆｉｅｒｓｉｄｅ从图６可以看出，直流线路整流侧故障瞬间故障极（正极）的整流侧电压大幅下降跌落至零，电流大幅上升，而逆变侧的电压电流均大幅下降。在５ｍｓ内故障极整流侧的触发延迟角上升到９０。以上，从而两端均以逆变方式运行，实现门控移相。这样整流站和逆变站都使直流线路放电，直流电流很快下降，健康极的电压和电流在故障时出现小幅振荡，系统传输的有功功率在０．０５Ｓ内迅速减小为约额定输送方式下的一半，逆变侧换流器吸收的无功功率也减少，需要注意的是，整流侧和逆变侧换流母线电压故障期间未发生明显变化，直流线路故障对其影响较小。故障消除后系统重启动，整流侧和逆变侧电流电压能够在０．３Ｓ内完全恢复，在控制器作用下，整流侧触发延迟角迅速下降，由逆变转换为整流运行方式，恢复正常运行。在正极逆变侧直流线路处设置接地故障，０．４Ｓ接入故障，０．４５Ｓ消除故障，再启动恢复正常运行。该故障下的直流波形如图７所示。薷》廿二～以／一一翟一．骞娶流整ｌ１¨逆极Ｉ］０极负ＪＪＯ负一郭启伟，等银东±６６０ｋＶ直流系统故障的动态特性仿真研究．１３７．叠；ｏＯ船０２０００∞孽。８１０００『、１５Ｏ１００５００至鲁２。０茎３００．００．２０．４０．６０．８１．０Ｏ．００２０．４０．６Ｏ８１０ｓｓ．（ｅ）逆变侧接受的有功功率和吸收的无功功率（ｆ）正极整流侧和逆变侧的触发延迟角∥ｓ如（ｇ）整流侧和逆变侧换流母线的电压图７直流线路逆变侧故障时的波形Ｆｉｇ．７ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆＹｉｎｄｏｎｇＤＣｓｙｓｔｅｍｉｎＤＣｌｉｎｅｆａｕｌｔｏｆｉｎｖｅｒｔｅｒｓｉｄｅ从图７可以看出，直流整流侧线路故障瞬间故障极（正极）的整流侧电压大幅下降，电流先大幅上升再下降，而逆变侧的电压电流均大幅下降。在５ｍｓ内故障极整流侧的触发延迟角上升到９０。以上，从而两端均以逆变方式运行，实现门控移相。这样整流站和逆变站都使直流线路放电，直流电流很快下降，健康极的电压和电流在故障时出现小幅振荡，系统传输的有功功率在０．０５Ｓ内迅速减小，逆变侧换流器吸收的无功功率也减少，需要注意的是，整流侧和逆变侧换流母线电压故障期间也未发生明显变化，直流线路故障对其影响很小。故障消除后系统重启动，整流侧和逆变侧电流电压在０．３Ｓ内恢复，在控制器作用下，整流侧触发延迟角迅速下降，由逆变转换为正常的整流运行方式。直流线路对地短路瞬间，无论故障发生在线路何处，从整流侧检测到直流电压下降和直流电流上升，从逆变侧检测到直流电压和电流均下降。３．２直流系统换相失败时的动态特性分析换相失败是指在换相电压反向（具有足够的去游离度）之前未能完成换相的故障。换相期间各参数之间的相互关系可以用式（３）表示【ｌｌＪｙ＝－ｐ（３）式中：），为关断角；为超前触发角；为换相角。ｙ直接决定于和。换流阀需要一定时间完成载流子复合，恢复阻断能力，其去游离恢复时间在４００ｕｓ（约７。）左右。考虑到串联元件的误差，晶闸管的恢复时间以ｙｉ≤表示约为８。。所以在实际运行中，当ｙ８。时就认为换相失败。由于整流器阀在电流关断后的较长时间内处于反电压下，所以仅当触发电路发生故障时，整流器才会发生换相失败。而逆变器由于换流阀关断后的恢复时间较短，所以其更容易发生换相失败。直流输电系统的大部分换相失败都发生在逆变器［１２－１４］。山东电网在ＰＳＣＡＤ中模型为等值后的５００ｋＶ主网架模型，对与银东直流系统电气距离较近的交流联络线故障仿真，以胶东．崂山联络线为例，在交流联络线胶东侧分别设置单相接地故障和三相短路故障，０．４Ｓ接入故障，持续０．０５Ｓ消除故障，测量直流系统正极逆变侧的电压和电流。该交流线单相接地故障和三相短路故障下的直流波形分别如图８、图９所示。１０００Ｆｃ詈一毳ｌ１。。。ｂ一。０ｌ５Ｏ１００５００Ｙｓ（ｃ）熄弧角ｌｏｏｏ。图８胶东．崂山联络线单相接地故障下银东直流的波形Ｆｉｇ．８ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆＹｉｎｄｏｎｇＤＣｓｙｓｔｅｍｉｎｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｇｒｏｕｎｄｆａｕｌｔｏｆＪｉａｏｄｏｎｇ－ＬａｏｓｈａｎＡＣｌｉｎｅＶｓ（ａ）直流电压萎一二曩一鬻图９胶东．崂山联络线三相短路故障下银东直流的波形Ｆｉｇ．９ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆＹｉｎｄｏｎｇＤＣｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｏｆＪｉａｏｄｏｎｇ－ＬａｏｓｈａｎＡＣｌｉｎｅ由图８、图９得，离银东直流系统电气距离较近的交流联络线发生单相接地故障和三相短路故障，都会对直流系统造成很大的影响，发生换相失．１３８．电力系统保护与控制败。故障发生时，直流线路电压骤降，电流升高，熄弧角降为零，传送的有功功率大幅减小。对与银东直流系统电气距离较远的交流联络线故障仿真，以沂蒙．日照联络线为例，在沂蒙侧分别设置单相接地和三相短路故障，０．４Ｓ接入故障，持续０．０５Ｓ消除，测量直流系统正极逆变侧的电压和电流。该交流线单相接地故障和三相短路故障下的直流波形分别如图１０、图１１所示。蚕．。委＿３０．００．２０．４二０．６０．８１．０；２０８０｝＼＾喜，／一｝＼暑ｌ量。曩囊。８００立４０００脚一４００—１２０ｏ８０４Ｏ０薹３０．００．２０．４０．６０．８１．０ｔ／ｓ（ａ）直流电压０００２０４０６０．８１．０ｓ（ｂ）直流电流４０００［，，．－．－－－ａｆ…－－０００２０．４０６０．８１０ｓ（ｃ）熄弧角０．００．２０．４０．６０８１．０ｓ（ｄ）传输的有功功率图１１沂蒙．日照联络线三相短路故障下银东直流的波形Ｆｉｇ．１１ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆＹｉｎｄｏｎｇＤＣｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔｏｆＹｉｍｅｎｇ－ＲｉｚｈａｏＡＣｌｉｎｅ由图１０、图１１得，离银东直流系统电气距离较远的交流联络线发生三相短路故障会对直流系统造成很大影响，故障发生时，直流线路电压骤降，电流升高，熄弧角降低为零，传送的有功功率大幅减小。而发生单相接地故障对直流系统影响较小，电压电流和熄弧角以及传输的有功功率均变化较小，未发生换相失败。４结论１）本文在ＰＳＣＡＤ软件中对银东±６６０ｋＶ直流系统建模，对逆变侧山东电网进行等值处理，提出了一种适合电磁暂态研究的交流系统建模方法，并对交流系统的环网开断提出了一种可行的措施。建立相应的５００ｋＶ网架模型并进行了模型准确性的验证，结果显示可以应用该交直流系统模型进行进一步研究。２）银东直流线路对地短路瞬间，无论故障发生在线路何处，从整流侧检测到直流电压下降和直流电流上升，从逆变侧检测到直流电压和电流均下降。直流线路出现如对地闪络故障后如果能在去游离后自动恢复，直流系统在控制器的作用下可以在０．３ｓ内完全恢复正常运行。３）随着离银东直流系统电气距离的增大，交流联络线的故障对直流系统造成的影响减小。对于同一条联络线而言，相同条件下，发生单相接地故障比发生三相短路故障对直流系统的影响要小很多。４）为了减小直流系统发生换相失败的概率，要对电气距离近的交流线做好监测，防止单相接地故障和三相短路故障的发生；对于电气距离远的交流联络线，尽量避免三相短路故障的发生。在本文的基础上可以继续细化山东电网，建立２２０ｋＶ网架模型，对２２０ｋＶ网架进行故障仿真预测。进一步为银东±６６０ｋＶ直流输电工程的稳定运行和故障解决提供指导和理论依据。参考文献［１］黄志龙．华东大受端电网安全稳定分析研究思路［Ｊ］．—华东电力，２００７，３５（５）：４０４３．—ＨＵＡＮＧＺｈｉｌｏｎｇ．ＳｔｕｄｙｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙａｎｄｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｌａｒｇｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｅｎｄｇｒｉｄｓｏｆＥａｓｔＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＥａｓｔＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃ—Ｐｏｗｅｒ，２００７，３５（５）：４０４３．Ｅ２］赵畹君．高压直流输电工程技术［Ｍ】．北京：中国电力出版社，２００４．ＺＨＡＯＷａｎ－ｊｕｎ．ＨＶＤＣｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＰｒｅｓｓ，２００４．［３］徐政．交直流电力系统动态行为分析［Ｍ】．北京：机械工业出社，２００４．ＸＵＺｈｅｎｇ．ＤｙｎａｍｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆＡＣａｎｄＤＣｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ［Ｍ】．Ｂｅｉｊｉｎｇ：ＣｈｉｎａＭａｃｈｉｎｅＰｒｅｓｓ，２００４．［４］刘宝宏，殷威扬，杨志栋，等．±８００ｋＶ特高压直流输电系统主回路参数研究［Ｊ］．高电压技术，２００７，３３（１）：ｌ７．２１．ＬＩＵＢａｏ－ｈｏｎｇ，Ｙ１ＮＷｅｉ－ｙａｎｇ，ＹＮＧＺｈｉ－ｄｏｎｇ，ｅｔａ１．Ｓｔｕｄｙｏｎｍａｉｎｃｉｒｃｕｉｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒ￣８００ｋＶＵＨＶＤＣｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔ［Ｊ】．Ｈｉ曲ＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００７，３３（１）：１７－２１．［５］戴国安，周君文，王亚非．特高压直流无功控制策略研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００８，３６（１４）：４８．５１．ＤＡＩＧｕｏ．ａｎ，ＺＨＯＵＪｕｎ．ｗｅｎ，ＷＮＧＹａ－￣ｉ．Ｓｔｒａｔｅｇｙｏｆ郭启伟，等银东＿＋６６０ｋＶ直流系统故障的动态特性仿真研究．．１３９．．ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｏｎＵＨＶＤＣ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００８，３６（１４）：４８５１．［６］王徭．特高压直流输电控制与保护技术的研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（１５）：５３．５８．ＷＮＧＹａｏ．Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｕｌｔｒａｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（１５）：５３－５８．［７］赵勇，苏毅，陈峰，等．福建电网在线稳定控制系统中对华东电网实时动态等值的研究［Ｊ］．电网技术，２００５，—２９（４）：１８２２．ＺＨＡＯＹｏｎｇ，ＳＵＹｉ，ＣＨＥＮＦｅｎｇ，ｅｔａ１．Ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｄｙｎａｍｉｃｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅｏｆＥａｓｔＣｈｉｎａＰｏｗｅｒＧｒｉｄｆｏｒｏｎｌｉｎｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆＦｕｊｉａｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２９（４）：１８－２２．［８］许剑冰，薛禹胜，张启平，等．电力系统同调动态等值的述评［Ｊ］．电力系统自动化，２００５，２９（１４）：９１．９５．ＸＵＪｉａｎ－ｂｉｎｇ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