[發(fā)明專利]受端大電網(wǎng)和特高壓直流系統(tǒng)交互仿真模型建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710384486.7
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107017653B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞠平;趙健;吳峰;黃磊;姜夢;秦川;余一平;孫黎霞;韓敬東;陳謙
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/18;H02H7/26
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種受端大電網(wǎng)和特高壓直流系統(tǒng)交互仿真模型建模方法，逆變站的模型結(jié)構(gòu)分解成若干個局部模塊，包括閥組模塊（H_C）、換流變壓器模塊（H_T）、無功補償設(shè)備模塊（H_F、H_G）和控制器模塊，對所述閥組模塊（H_C）、換流變壓器模塊（H_T）、無功補償設(shè)備模塊（H_F、H_G）和控制器模塊分別建模；根據(jù)直流系統(tǒng)的運行機理與事件驅(qū)動型模型結(jié)構(gòu)，形成整體的逆變站仿真模型，對影響力較弱或難以獲取的參數(shù)，進行預(yù)先賦值，確定重點參數(shù)，通過調(diào)節(jié)重點參數(shù)，辨識出模型中待辨識參數(shù)。該模型對大擾動下逆變站的功率描述更為精準(zhǔn)，適用于大電網(wǎng)的機電暫態(tài)仿真分析，具有足夠的精度能夠準(zhǔn)確反映大擾動下逆變站的功率變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于特高壓直流輸電系統(tǒng)分析與建模領(lǐng)域，涉及特高壓逆變站運行機理與建模方法。

背景技術(shù)

直流輸電具有輸電距離不受同步運行的穩(wěn)定極限限制、輸送容量大、線路損耗小、功率調(diào)節(jié)快速靈活、非同步聯(lián)絡(luò)能力強等優(yōu)點，在我國具有非常廣闊的發(fā)展前景。相比高壓直流輸電，特高壓直流輸電(±800kV)，具有輸電距離更長、輸送容量更大、線損更低、運行方式更為靈活等優(yōu)勢，目前正在我國快速發(fā)展。高壓/特高壓直流輸電在帶來巨大效益的同時，也給兩端交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來諸多不利的影響。直流輸電系統(tǒng)對于受端交流系統(tǒng)表現(xiàn)為不良的無功負荷特性，在為受端交流系統(tǒng)提供電力的同時，其消耗的無功功率約占傳輸功率的40％一60％，這無疑給受端交流系統(tǒng)的電壓支撐帶來了巨大的壓力，使得大干擾后交直流系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性面臨嚴(yán)峻考驗，尤其在受端交流系統(tǒng)相對較弱時更是如此。換相失敗是直流輸電系統(tǒng)運行中最常見的故障之一，它將導(dǎo)致直流電流增大，直流輸送功率減少，嚴(yán)重時將導(dǎo)致直流閉鎖，這會引起交流通道上大規(guī)模的功率轉(zhuǎn)移，可能威脅受端交流系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。總之，直流系統(tǒng)嵌入交流系統(tǒng)運行后將使受端電網(wǎng)面臨諸多挑戰(zhàn)，嚴(yán)重時可能威脅到整個交直流電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，有必要從安全穩(wěn)定的角度對交直流電力系統(tǒng)的運行進行全面的分析。

研究交直流系統(tǒng)的各種性態(tài)，需要建立準(zhǔn)確的仿真模型。傳統(tǒng)的直流準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型和機電過程的模型己經(jīng)不能滿足精確分析大系統(tǒng)的需要，

一方面，現(xiàn)有的大部分商業(yè)仿真軟件的直流換流站模型都很粗糙，大部分網(wǎng)、省公司的仿真軟件版本，都沒有配置相應(yīng)的換流站模型；有的機電暫態(tài)仿真軟件采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型描述換流站，然而準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)在系統(tǒng)發(fā)生不對稱故障時并不適用。另一方面，現(xiàn)有仿真模型，都是基于電磁過程的，考慮了詳細的半導(dǎo)體器件開關(guān)特性，以及詳細的控制器模型，計算步長小，計算量大，不適合大電網(wǎng)機電暫態(tài)過程及電壓穩(wěn)定問題的仿真研究。針對這方面的問題，國內(nèi)清華大學(xué)、中國電科院等單位也正在從事這方面的研究工作。比如，清華大學(xué)之前就在嘗試用RTDS和MATLAB進行混合仿真，提高仿真的速度，但是其換流器模型仍然用的是詳細模型。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，為了更為精準(zhǔn)地描述特高壓逆變站在大擾動下的功率波動特性，同時使得所建模型有一定的適用性和易用性，本發(fā)明提出一種受端大電網(wǎng)和特高壓直流系統(tǒng)交互仿真模型建模方法。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

如圖1所示，一種受端大電網(wǎng)和特高壓直流系統(tǒng)交互仿真模型建模方法，逆變站的模型結(jié)構(gòu)分解成若干個局部模塊，包括閥組模塊、換流變壓器模塊、無功補償設(shè)備模塊和控制器模塊，對所述閥組模塊、換流變壓器模塊、無功補償設(shè)備模塊和控制器模塊分別建模；

根據(jù)直流系統(tǒng)的運行機理與事件驅(qū)動型模型結(jié)構(gòu)，將閥組模塊、換流變壓器模塊、無功補償設(shè)備模塊和控制器模塊的模型結(jié)構(gòu)連接，形成整體的逆變站仿真模型，對常數(shù)參數(shù)進行預(yù)先賦值，確定重點參數(shù)，通過調(diào)節(jié)重點參數(shù)，辨識出模型中待辨識參數(shù)。