[發明專利]高壓直流輸電小信號模型建立的方法

有效

• 申請號: 201110446832.2
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102545201A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 陳陳;金小明;楊帆;彭波;金勇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J3/36;G06F17/50
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

1.一種高壓直流輸電小信號模型建立的方法，其特征在于：

(1)在面向對象及模塊化的軟件SSAP中建模，每一直流輸電工程獨立封裝成一個模塊，和每臺同步發電機模型平等地接入系統的總的增廣狀態方程；

(2)直流輸電系統以換流站準穩態方程及直流輸電線路微分方程描述，對穩態運行平衡點各電量的增量，建立小信號線性化模型；

(3)直流輸電系統主控制系統包括：整流站定電流控制或定功率控制，逆變站定熄弧角γ控制或定電壓控制，控制器均以傳遞函數描述。

2.根據權利要求1所述的高壓直流輸電小信號模型建立的方法，其特征在于具體實現包括如下步驟：

步驟1：穩態運行時，換流器的交直流兩側電量基本關系式如下：

Vdo=(32/π)BTV]]>

V_d＝V_d0cos(α)-(3/π)X_CI_dB

P＝V_dI_d，

I=(6/π)BTId]]>

其中V為換流母線交流電壓；

T為換流變壓器匝數比；

B為串聯的整流橋數；

X_C為每相的換相電抗，常取換流變壓器的短路阻抗；

P、Q、I分別為換流母線注入換流器的交流有功、無功、電流；

V_d，I_d為直流電壓、電流；

V_d0為整流橋全導通而空載時輸出直流電壓，即理想整流電壓；

α為整流橋晶閘管的觸發角；

θ_V為交流側電壓相位；

θ_I為交流側電流相位；

將上式在平衡運行點處線性化，得HVDC換流器兩端交直流變量的小信號線性關系式，下標x，y分別表示交流側變量在同步旋轉坐標系中的x和y軸分量，式中從a到m各元素都是與交直流系統結構參數和運行參數相關的常數；

ΔIxΔIyΔVd=abcdefghijkmΔIdΔαΔVxΔVy]]>

整流器和逆變器分別建模得到兩組線性化代數方程；

步驟2：直流線路的T型等效電路中，R_d、L_d、C_d分別為線路電阻、電感與對地電容的集中參數，其中L_d包括平波電抗器，V_dm為線路中點電壓；

直流線路模型的線性化小信號狀態方程為

ΔI·drΔV·dmΔI·di=-RdrLdr-1Ldr01Cd0-1Cd01Ldi-RdiLdiΔIdrΔVdmΔIdi+1Ldr0000-1LdiΔVdrΔVdi]]>

ΔIdrΔIdi=100001ΔIdrΔVdmΔIdi+0000ΔVdrΔVdi]]>

其中下標中的r和i分別代表整流側和逆變側；

步驟3：直流控制器結構為CIGRE直流基準模型，整流側采用定電流控制，逆變側采用定γ角控制，簡化后的傳遞函數，轉換為狀態空間方程；

步驟4：兩側換流器的代數方程以及直流控制系統和直流線路的動態方程組合成直流輸電系統的小信號線性化準穩態模型：

X·0=JAJBJCJDXV]]>

留存狀態變量，整理成增廣的HVDC系統狀態方程如下：

X·=(JA-JBJD-1JC)X=AX]]>

以此狀態方程組封裝成每個HVDC獨立的小信號線性化模型，作為交直流互聯電力大系統總體的增廣狀態方程中的一個子塊。