[發明專利]考慮直流控制策略對直流系統無功動態特性的影響分析方法

在審

• 申請號: 201610076985.5
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105633995A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 金小明;周保榮;張東輝;姚文峰;程蘭芬;蔡澤祥;朱林;楊歡歡
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;華南理工大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

1.一種考慮直流控制策略對直流系統無功動態特性的影響分析方 法，其特征在于包括有如下步驟：

1)確定影響直流系統無功動態的因素；

根據直流系統準穩態方程，直流系統消耗的無功可以由式(1)求得：

由式(1)可知，直流系統無功隨著換流母線電壓、直流電流和觸發 角的增大而增加，因此，任何造成上述三個變量變化的操作或擾動都會 引起直流系統無功的動態響應；

2)利用PSCAD/EMTDC基于實際參數建立包含詳細直流控制的直流系 統模型；

考察直流控制對直流系統無功動態特性的影響，對交流系統采用簡 化模型即電壓源串聯阻抗模型，直流系統采用詳細電磁暫態模型，接線 方式為雙極12脈動，參數采用實際直流工程的額定運行參數；

3)提出直流系統遭受擾動時換流器觸發角保持為受擾前數值，選擇 交流濾波器投切、功率緊急提升、降功率運行、降壓運行、換流母線故 障、直流線路故障和直流換相失敗7種場景檢驗直流系統無功動態響應；

4)用直流控制方式分析直流系統無功動態特性：

5)優化直流控制參數，降低換相失敗恢復過程中無功超調量的影響。

2.根據權利要求1所述的考慮直流控制策略對直流系統無功動態特 性的影響分析方法，其特征在于上述步驟4)用直流控制方式分析直流 系統無功動態特性，包括有如下步驟：

41)整流側配置定電流控制

鑒于定電流控制中的低壓限流器環節和瞬時電流控制環節對直流電 流參考值的大小和恢復特性的重要影響，將在PSCAD/EMTDC環境下的模 型中分別采用：

411)換流母線故障時整流側定電流控制，不計及VDCOL；

412)換流母線故障時VDCOL，不計及瞬時電流控制；

413)換相失敗恢復過程中瞬時電流控制；

將上述仿真與不計及相應控制的無功動態特性對比，獲得定電流控 制對直流系統無功動態特性的影響結果；

42)逆變側配置定電壓控制

當逆變側采用定電壓控制時，U_d表示為：

Ud=Ud0cosβ+3πXcId---(2)]]>

由式(2)可知，當交流系統遭受擾動而導致U_d0下降時，將引起U_d的減小；為了保證U_d不變，定電壓控制將減小逆變側的超前觸發角β以 試圖增大U_d；由式(1)可知，此時直流系統的功率因數將增大，從而 使直流系統消耗的無功減少；

將在PSCAD/EMTDC環境下的模型中采用定電壓控制，將仿真與不計 及直流控制時的動態特性對比，可得逆變側定電壓控制對直流系統無功 動態特性的影響結果；

43)逆變側配置定熄弧角控制

根據直流系統的準穩態方程，分析定熄弧角控制的控制目標和控制 效果；當逆變側采用定熄弧角控制時，熄弧角可表示為：

γ=arccos(2XcId/Ud0+cosβ)---(3)]]>

由式(3)可知，當交流系統擾動導致U_d0下降時，為了保持熄弧角 γ不變，定熄弧角控制將增大逆變器的超前觸發角β，由式(1)可知， 此時的功率因數將減小，直流系統的無功消耗隨之增加；

將在PSCAD/EMTDC環境下的模型中采用定熄弧角控制，將仿真與不 計及直流控制時的動態特性對比，可得逆變側定熄弧角控制對直流系統 無功動態特性的影響結果。