【技術實現步驟摘要】
本公開實施例涉及直流輸電，具體涉及一種柔性斬波式直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法、系統、設備及存儲介質。
技術介紹
1、柔性直流輸電技術是解決海上風電并網的主要技術手段。但當受端交流電網出現故障時，無法及時消耗的風場能量將導致直流電壓迅速提升，對換流閥和整個系統的安全性造成威脅。因此，需要直流耗能裝置對系統無法正常輸送的能量進行消耗，達到穩定直流電壓、輔助系統完成故障穿越的目的。
2、可控大功率半導體開關器件是直流耗能裝置研究中一個重要的組成部分，目前直流耗能裝置方案主要采用集成門極換流晶閘管(integrated?gate-comm?utatedthyristor，igct)和絕緣柵雙極型晶體管(insulated?gate?bipolar?tra?nsistor，igbt)作為可控開關器件。
3、直流耗能裝置的技術路線主要有兩類，一類是電阻集中式耗能裝置。另一類是電阻分布式耗能裝置。集中式耗能裝置是將耗能電阻主要集中在極間兩側，并在實際應用中布置在閥廳之外，耗能電阻滿足自然冷卻要求。分布式耗能裝置是將耗能電阻分布在極間各個模塊內，耗能電阻冷卻需要水冷裝置。
4、柔性斬波式直流耗能裝置是基于全控器件的模塊化直流耗能裝置，其基本原理是采用電流柔性斬波的方式實現盈余功率在集中電阻上的消耗。
5、現有直流耗能裝置主要將電抗器作為抑制浪涌電流的保護元件，僅需根據防護要求確定電抗器參數，設計方法較為簡單，而柔性斬波式直流耗能裝置的電抗器是限制裝置投切的電流變化率(di/dt)、降低
技術實現思路
1、本公開實施例提供一種直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，以解決或緩解現有技術中的以上一個或多個技術問題。
2、根據本公開的一個方面，提供一種直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，包括：
3、確定電流變化率參考值k；
4、獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2；
5、根據電流變化率參考值k、電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2，計算限流電抗器電感值的范圍；
6、分析開關模塊關斷過程，基于限流電抗器電感值的范圍計算限流電抗器目標電感值。
7、在一種可能的實現方式中，獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2包括：
8、獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的額定電流值idc，以及耗能裝置主回路的電流上升至額定電流值idc的總時長t；
9、根據總時長t和額定電流值idc計算耗能裝置主回路的電流平均變化率r1；
10、根據電抗器電壓ul和電抗器電感值lf計算耗能裝置主回路的電流瞬時變化率r2。
11、在一種可能的實現方式中，根據電流變化率參考值k、電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2，計算限流電抗器電感值的范圍包括：
12、根據電流平均變化率r1和電流變化率參考值k，計算得到限流電抗器電感值范圍的下限值為udc表示等效直流母線電壓；
13、根據電流瞬時變化率r2和電流變化率參考值k，計算得到限流電抗器電感值范圍的上限值為udc表示等效直流母線電壓。
14、在一種可能的實現方式中，所述根據電流瞬時變化率r2和電流變化率參考值k，計算限流電抗器電感值范圍的上限值包括：
15、取開關模塊導通時刻的電流瞬時變化率r2進行限流電抗器電感值范圍上限值的計算；
16、開關模塊導通時刻，限流電抗器電壓ul等于等效直流母線電壓udc，則瞬時變化率其中，lf和l均表示電抗器的電感值；
17、根據電流變化率參考值k、開關模塊導通時刻的電流瞬時變化率r2，基于udc＝idcr，確定限流電抗器電感值l范圍的上限值為r表示耗能裝置主回路的電阻值。
18、在一種可能的實現方式中，獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的額定電流值idc，以及耗能裝置主回路的電流上升至額定電流值idc的總時長t包括：
19、獲取耗能裝置的穩態電流值；
20、開關模塊導通過程中，獲取耗能裝置主回路電流值；
21、計算耗能裝置的穩態電流值與開關模塊導通過程中的耗能裝置主回路電流值之間的誤差值；
22、判斷所述誤差值是否降低至誤差參考值以下；
23、獲取誤差值降低至誤差參考值以下時的耗能裝置主回路電流值，記為額定電流值；
24、獲取誤差值降低至誤差參考值以下時的時間，記為耗能裝置主回路電流值上升至額定電流值的總時長t。
25、在一種可能的實現方式中，分析開關模塊關斷過程，基于限流電抗器電感值的范圍計算限流電抗器目標電感值包括：
26、在開關模塊關斷過程中，耗能裝置主回路的電流從額定電流值idc減少至0，此時耗能裝置等效為二階rlc串聯電路，以等效模塊電壓ura為主狀態量，導出等效的二階rlc串聯電路的kvl方程：
27、
28、式中，l表示電抗器的電感值；n表示子模塊數量；cs表示子模塊的電容值；r表示子模塊內的電阻值；ura表示所有子模塊的電壓，t表示時間；udc表示等效直流母線電壓；
29、計算耗能裝置主回路電流i：
30、
31、式中，cs表示子模塊的電容值；ura表示所有子模塊的電壓；n表示子模塊數量；t表示時間；
32、基于kvl方程的解析公式，對開關模塊關斷動作時的暫態過程進行分析，計算限流電抗器電感值范圍內的不同電感值對應的電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2，并繪出曲線；
33、根據所述曲線確定限流電抗器目標電感值。
34、根據本公開的一個方面，提供一種直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計系統，包括：
35、確定單元，用于確定電流變化率參考值k；
36、獲取單元，用獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2；
37、第一計算單元，用根據電流變化率參考值k、電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2，計算限流電抗器電感值的范圍；
38、第二計算單元，用分析開關模塊關斷過程，基于限流電抗器電感值的范圍計算限流電抗器目標電感值。
39、在一種可能的實現方式中，獲取單元包括：
40、獲取模塊，用于獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的額定電流值idc，以及耗能裝置主回路的電流上升至額定電流值idc的總時長t；
41、第一計算模塊，用于根據總時長t和額定電流值idc計算耗能裝置主回路的電流平均變化率r1；
42、第二計算模塊，用于根據電抗器電壓ul和電抗器電感值lf計算耗能裝置主回路的電流瞬時變化率r2。
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【技術保護點】
1.一種直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2包括：
3.根據權利要求1所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，根據電流變化率參考值k、電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2，計算限流電抗器電感值的范圍包括：
4.根據權利要求3所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，所述根據電流瞬時變化率r2和電流變化率參考值k，計算限流電抗器電感值范圍的上限值包括：
5.根據權利要求2所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的額定電流值IDC，以及耗能裝置主回路的電流上升至額定電流值IDC的總時長T包括：
6.根據權利要求1所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，分析開關模塊關斷過程，基于限流電抗器電感值的范圍計算限流電抗器目標電感值包括：<...
【技術特征摘要】
1.一種直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2包括：
3.根據權利要求1所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，根據電流變化率參考值k、電流平均變化率r1和電流瞬時變化率r2，計算限流電抗器電感值的范圍包括：
4.根據權利要求3所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，所述根據電流瞬時變化率r2和電流變化率參考值k，計算限流電抗器電感值范圍的上限值包括：
5.根據權利要求2所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，獲取開關模塊導通過程中，耗能裝置主回路的額定電流值idc，以及耗能裝置主回路的電流上升至額定電流值idc的總時長t包括：
6.根據權利要求1所述的直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計方法，其特征在于，分析開關模塊關斷過程，基于限流電抗器電感值的范圍計算限流電抗器目標電感值包括：
7.一種直流耗能裝置的限流電抗器電氣參數設計系統，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳云，屈魯，張月華，曾嶸，張猛，余占清，劉成柱，趙彪，王紅斌，宋強，韓迪，陳家祺，趙耀華，王小博，樊子天，
申請(專利權)人：中國能源建設股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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