[發(fā)明專(zhuān)利]高壓直流輸電小信號(hào)模型建立的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110446832.2
• 申請(qǐng)日: 2011-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102545201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳陳;金小明;楊帆;彭波;金勇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J1/00;H02J3/36;G06F17/50
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性頻域法分析的建模方法。交流/直流互聯(lián)電力大系統(tǒng)自發(fā)的低頻振蕩使系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，這類(lèi)小信號(hào)穩(wěn)定性本質(zhì)上是機(jī)電振蕩，宜用系統(tǒng)狀態(tài)方程線(xiàn)性化及頻域法特征值分析進(jìn)行判斷。本發(fā)明涉及高壓直流輸電(HVDC)系統(tǒng)(整流站及主控系統(tǒng)、逆變站及主控系統(tǒng)和直流線(xiàn)路)的線(xiàn)性化模型建立。

背景技術(shù)

國(guó)際和國(guó)內(nèi)進(jìn)行電力系統(tǒng)低頻振蕩分析的軟件有上海交通大學(xué)的SSAP、加拿大Powertech?Labs(PTL)的DSA、德國(guó)Siemens的Neva、瑞典ABB的SIMPOW和中國(guó)電力科學(xué)院的BPA等。電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)發(fā)電機(jī)已達(dá)千臺(tái)以上，除SSAP外規(guī)模能合適的軟件包有DSA和BPA，其中DSA所具直流輸電HVDC及控制系統(tǒng)建模功能介紹如下：

加拿大PTL公司的DSA?8.0軟件(2008年5月版本)中SSAT為小信號(hào)分析工具，詳見(jiàn)用戶(hù)手冊(cè)。其直流輸電系統(tǒng)模型和暫態(tài)穩(wěn)定分析工具TSAT通用，將所有直流輸電系統(tǒng)集中在“用戶(hù)定義控制(UDC)”模塊中，和交流網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)進(jìn)行P、Q功率交換。如圖1所示。

HVDC模型有詳細(xì)模型；功能模型(響應(yīng)，行為等)；及簡(jiǎn)化模型三類(lèi)。

電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模越來(lái)越大，穩(wěn)定性分析需要HVDC及其控制系統(tǒng)和附加控制系統(tǒng)的詳細(xì)模型，以便采用HVDC雙側(cè)調(diào)制，乃至協(xié)調(diào)控制提高對(duì)低頻振蕩的阻尼。DSA軟件中的HVDC模型對(duì)于現(xiàn)今小信號(hào)穩(wěn)定分析有以下不足：

1.將所有直流輸電集中于一個(gè)多換流器區(qū)域，模型中的變量采用全值(圖2所示)。初始化后系統(tǒng)各自分開(kāi)，以降低裝置狀態(tài)方程的規(guī)模。當(dāng)系統(tǒng)所含直流輸電工程數(shù)很多時(shí)可能受到限制。

2.簡(jiǎn)化模型常用代數(shù)方程表示，直流輸電線(xiàn)簡(jiǎn)化成電阻。而直流輸電線(xiàn)路長(zhǎng)達(dá)1000-2000公里，忽略電感、平波電抗和對(duì)地電容帶來(lái)誤差。

3.即使建立了包含動(dòng)態(tài)過(guò)程的詳細(xì)模型，很多情況在計(jì)算過(guò)程中也自動(dòng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)化模型，工作點(diǎn)附近有功P保持不變(圖3所示)。而低頻振蕩屬于機(jī)電振蕩，不宜忽略有功P的變化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高壓直流輸電小信號(hào)模型建立的方法，可以很好的解決上述背景技術(shù)中存在的問(wèn)題。

本發(fā)明高壓直流輸電小信號(hào)模型的建立方法，包括以下幾個(gè)方面：

(1)在面向?qū)ο蠹澳K化的軟件SSAP中建模，每一直流輸電工程獨(dú)立封裝成一個(gè)模塊，和每臺(tái)同步發(fā)電機(jī)模型平等地接入系統(tǒng)的總增廣狀態(tài)方程。軟件和模型可擴(kuò)充性達(dá)最高水平。

(2)直流輸電系統(tǒng)以換流站(整流站與逆變站)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方程及直流輸電線(xiàn)路微分方程描述。對(duì)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行平衡點(diǎn)各電量的增量，建立小信號(hào)線(xiàn)性化模型。?

(3)直流輸電系統(tǒng)主控制系統(tǒng)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(shù)描述。

本發(fā)明所述的直流輸電小信號(hào)模型建立的方法，具體實(shí)現(xiàn)包括如下步驟：

步驟1：穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，換流器的交直流兩側(cè)電量基本關(guān)系式如下：

vd0=(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(xiàn)交流電壓；

T為換流變壓器匝數(shù)比；

B為串聯(lián)的整流橋數(shù)；

X_C為每相的換相電抗；