[發明專利]一種柔性直流輸電裝置的仿真方法及系統

有效

• 申請號: 201710760863.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN109428340B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 吳廣祿;彭紅英;張星;徐得超;陳緒江;穆清;喬小敏;徐翌征;林因;吳丹岳;黃道姍;黃霆;劉智煖;蘇清梅
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種柔性直流輸電裝置的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取橋臂電抗、子模塊電容和橋臂中的子模塊數目；

基于所述橋臂電抗、子模塊電容和橋臂中的子模塊數目和預先建立的模塊化多電平換流器模型，對柔性直流輸電裝置進行仿真，獲得柔性直流及直流電網不同工況下的機電暫態運行特性；

所述預先建立的模塊化多電平換流器模型通過主電路參數、交流側等效電壓源控制量和直流側可控電流源控制量進行構建；

所述預先建立的模塊化多電平換流器模型通過主電路參數、交流側等效電壓源控制量和直流側可控電流源控制量進行構建包括：

計算主電路參數，所述主電路參數的計算包括：計算直流側等效電抗和直流側等效電容；

確定交流側等效電壓源控制量，所述交流側等效電壓源控制量的確定包括：采用交流側可控電壓源模擬模塊化多電平換流器交流側外部特性，確定所述模塊化多電平換流器模型交流側等效電壓源控制量；

確定直流側可控電流源控制量，所述直流側可控電流源控制量的確定包括：采用直流側可控電流源模擬模塊化多電平換流器直流側外部特性，確定所述模塊化多電平換流器模型直流側可控電流源控制量；

所述采用交流側可控電壓源模擬模塊化多電平換流器交流側外部特性包括：針對交流側等效電路，采用可控電壓源等效模塊化多電平換流器橋臂；

所述模塊化多電平換流器模型交流側等效電壓源控制量由下式確定：

其中，V_smN為子模塊電壓額定值，v_jp為j相上橋臂參考電壓，v_jn為j相下橋臂參考電壓，u_jp為離散化后的j相上橋臂參考電壓，u_jn為離散化后的j相下橋臂參考電壓，round()為取整數函數。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述上橋臂參考電壓v_jp和下橋臂參考電壓v_jn由下式確定：

其中，v_dc為直流電壓，v_+j為雙閉環控制生成的j相參考電壓，v_-j為負序電流抑制產生的j相參考電壓，v_cirj為環流抑制產生的j相參考電壓，j＝a,b,c；a,b,c分別表示模塊化多電平換流器三相橋臂的三相。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用直流側可控電流源模擬模塊化多電平換流器直流側外部特性，確定所述模塊化多電平換流器模型直流側可控電流源控制量包括：針對直流側等效電路，采用等效電抗和等效電容模擬可控電壓源等效模塊的橋臂；

當不考慮損耗時，直流側可控電流源的控制量等于交流側等效電壓源控制量；

當考慮損耗時，直流側可控電流源的控制量等于交流側等效電壓源控制量加上交流側等效電抗串聯的電阻阻值。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述模塊化多電平換流器模型直流側可控電流源的控制量由下式確定：

其中，u_j為交流側j相電壓，i_j為交流側j相電流，v_dc為直流側電壓，i_eq為直流側可控電流源控制量。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述主電路參數的計算式如下；

其中，L_eq為直流側等效電抗，L_arm為橋臂電抗，C_eq為直流側等效電容，C_sm為子模塊電容，N為模塊化多電平換流器橋臂中的子模塊個數。

6.一種用于如權利要求1所述一種柔性直流輸電裝置的仿真方法的仿真系統，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取橋臂電抗、子模塊電容和橋臂中的子模塊數目；

仿真模塊，用于基于預先建立的模塊化多電平換流器模型，對柔性直流輸電裝置進行仿真，獲得柔性直流及直流電網不同工況下的機電暫態運行特性。