[發明專利]適用于受端大電網仿真分析的UHVDC模型及建模方法

有效

• 申請號: 201710385211.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107179706B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 安軍;趙健;代飛;鞠平;張毅明;陳軍;余一平;熊浩清;金宇清;陳謙;黃磊
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司;國家電網公司;河海大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種適用于受端大電網仿真分析的UHVDC模型建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對不同故障類型下的響應進行特性分析：用于受端大電網仿真分析的UHVDC模型包括換流變壓器模塊(HT)、換流閥組(HC)、無功補償設備(HF、HG)和控制器；根據實測數據和在電磁暫態仿真工具中的仿真數據，得到在不同擾動類型下的特高壓直流系統輸出功率動態響應波形，結合模型中各模塊在實際情況中的工作機理，分析得到各模塊在交流電網故障下的動態特性；

2)分模塊進行建模：采用不同的函數來表示不同的模塊特性，用函數或者函數組合表示各個模塊；換流變壓器模塊解耦為第一變壓器模塊和第二變壓器模塊，第一變壓器模塊和第二變壓器模塊分別簡化為一個比例函數模塊；

3)進行模型的參數擬合：

在通過采用不同的函數來表示各模塊不同特性后，將函數或函數組合代入各個模塊，進行模型的參數擬合；得出在不同故障場景下UHVDC模型的參數表；

4)進行控制器的解耦與開環：

控制器通過預設模式匹配得到不同故障場景下逆變站注入交流系統有功功率Ps與無功功率Qs，使有功功率Ps與無功功率Qs與實測數據或仿真數據匹配；UHVDC模型轉變為開環的總體結構；

5)各部分模塊的拼接：控制器的動作過程根據直流系統的運行機理與事件驅動，形成一個仿真場景，進而形成基于時間表的仿真時序；根據所形成的時序表，將換流變壓器模塊(HT)、換流閥組(HC)、無功補償設備(HF、HG)和控制器連接起來；換流閥組(HC)與換流變壓器模塊(HT)相連接，無功補償設備(HF、HG)與換流變壓器模塊(HT)相連接，控制器與換流閥組(HC)相連接，換流母線電壓U1通過第二變壓器模塊(HT2)將電壓輸入到換流閥組(HC)；控制器根據故障場景選擇確定換流閥組(HC)的參數；換流閥組(HC)輸出有功功率Ps和無功功率，同時，有功功率Ps和無功功率輸入到第一變壓器模塊(HT1)，第一變壓器模塊(HT1)的輸出為換流變壓器模塊(HT)無功損耗后的無功功率Qs1；換流母線電壓U1輸入到無功補償設備(HF、HG)，無功補償設備(HF、HG)輸出無功功率Qs2；無功補償設備(HF、HG)的輸出無功功率Qs2與第一變壓器模塊(HT1)的輸出無功功率(HT)加和為直流系統逆變站傳輸到交流系統的無功功率Qs。

2.根據權利要求1所述的一種適用于受端大電網仿真分析的UHVDC模型建模方法，其特征在于，

步驟2)分模塊進行建模具體包括：

(201)換流閥組

采用不同的函數實現換流閥組(HC)不同階段的特性；功率的下跌和爬升采用爬坡函數實現，低功率維持采用限幅函數；

(202)換流變壓器模塊

換流變壓器模塊(HT)采用比例函數模擬換流變壓器；換流變壓器模塊(HT)解耦為第一變壓器模塊(HT1)和第二變壓器模塊(HT2)，第一變壓器模塊(HT1)和第二變壓器模塊(HT2)分別簡化為比例函數模擬；

(203)無功補償模塊(HF、HG)根據實測以及仿真數據，對不同擾動類型下的無功補償設備(HF、HG)提供的無功功率波形進行特性分析：無功補償設備(HF、HG)包括濾波器(HF)和靜止型動態無功補償裝置SVG(HG)；

在擾動發生的時間尺度下，濾波器(HF)的電容器發出的無功功率受濾波器(HF)端電壓的影響；用正序電壓描述三相交流系統，交流系統的故障程度用正序電壓描述，用階躍函數模擬正序電壓；用階梯函數模擬濾波器的投切；

用一階慣性環節模擬濾波器在擾動過程中的動態過程；

動態無功補償裝置SVG用常數與一階慣性環節模擬；直流系統逆變站傳輸到交流系統的無功功率Qs為無功補償設備(HF、HG)的輸出無功功率Qs2與第一變壓器模塊(HT1)的輸出無功功率Qs1加和。

3.根據權利要求1所述的 一種適用于受端大電網仿真分析的UHVDC模型建模方法，其特征在于，

不同故障場景下UHVDC模型的參數表為表1，其中，T_P為有功功率限幅時間、Kp為有功功率恢復爬坡率、Q_Amp為無功功率沖擊幅度和Kq為無功功率恢復爬坡率；

表1 不同故障場景下UHVDC模型的參數表

4.根據權利要求1所述的 一種適用于受端大電網仿真分析的UHVDC模型建模方法，其特征在于，在MATLAB里搭建所述UHVDC模型。