[發明專利]辨識柔性直流非線性功率特性的仿真測試方法

有效

• 申請號: 201811107271.1
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109212352B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 鄭超;呂盼;呂思卓;張鑫;宋新甫;李惠玲;周專;高凱;唐俊刺
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網新疆電力有限公司經濟技術研究院;國網遼寧省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G05B17/02;G06F30/20
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

本發明涉及一種辨識柔性直流非線性功率特性的仿真測試方法,建立柔性直流與交流電網混聯系統仿真模型，使柔性直流換流站與交流電網戴維南等值系統相連，且所述柔性直流換流站與柔性直流控制系統相連；模擬所述交流電網戴維南等值系統內電勢作半周期跌落和提升；通過向所述交流電網戴維南等值系統內施加電勢擾動，經時域仿真計算，提取柔性直流換流母線電壓幅值、柔性直流換流站輸出的有功功率和無功功率以及所述柔性直流控制系統內部相關電氣量的響應數據；繪制隨換流母線電壓變化的換流站有功功率和無功功率等特性曲線。本發明能夠直觀、清晰的考察柔性直流控制方式等，有利于掌握混聯系統特性。

技術領域

本發明涉及電力系統的技術領域，尤其是指一種辨識柔性直流非線性功率特性的仿真測試方法。

背景技術

基于全控型器件的柔性直流輸電，因其換流器具有可獨立控制有功功率和無功功率、不會出現換相失敗、可向無源電網供電等眾多技術優點，因此在電力系統中具有廣闊的應用前景。近年來，隨著大容量電力電子器件以及先進控制技術的快速發展，柔性直流輸電的電壓等級和送電容量均得到大幅提升，其在主干輸電網中的應用也日益增多，如華北電網中的張北柔性直流輸電工程、西南電網中的柔直異步互聯工程等。

隨著柔性直流的快速發展和應用，其與交流電網動態交互耦合特性，以及柔性直流與交流電網混聯系統大擾動下的穩定特性及控制策略，日益成為學術界和工程界關注的重點和熱點。作為電力電子裝備，受控制方式轉換、限幅環節約束、保護邏輯動作等因素影響，當電網發生短路故障等引起換流母線電壓顯著變化的大擾動沖擊時，柔性直流換流站與電網間動態交互的有功功率和無功功率將會呈現非線性變化特征，并因此形成交直流耦合作用互作用，使得混聯電網動態行為和穩定性更為復雜。

由于大擾動沖擊下，柔性直流換流站與交流電網交換的有功功率和無功功率，其變化具有非線性特征，難以由解析法獲得其大擾動功率特性。為了克服上述問題，現有中國發明專利(107102567A)公開了一種仿真測試系統和測試方法，包括：實時仿真器、功率模塊特性模擬裝置、柔性直流控制保護裝置；實時仿真器通過Aurora通訊連接功率模塊特性模擬裝置；功率模塊特性模擬裝置通過光纖通信方式連接柔性直流控制保護裝置；實時仿真器用于模擬交、直流電網和柔性直流輸電裝置的工作狀態，功率模塊特性模擬裝置用于模擬柔性直流輸電裝置中功率模塊的工作特性。上述雖然能夠測試柔性直流控制保護裝置的性能，但是并不能直觀、清晰的考察柔性直流控制方式、交流電網電壓與柔性功率之間的相互影響機制，從而不利于掌握混聯系統特性以及制定有效的穩定控制措施。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術中不能有效掌握混聯系統特性以及制定有效的穩定控制措施的問題，從而提供一種有效掌握混聯系統特性并制定有效的穩定控制措施的辨識柔性直流非線性功率特性的仿真測試方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種辨識柔性直流非線性功率特性的仿真測試方法，建立柔性直流與交流電網混聯系統仿真模型，使柔性直流換流站與交流電網戴維南等值系統相連，且所述柔性直流換流站與柔性直流控制系統相連；模擬所述交流電網戴維南等值系統內電勢作半周期跌落和提升；通過向所述交流電網戴維南等值系統內施加電勢擾動，經時域仿真計算，提取柔性直流換流母線電壓幅值、柔性直流換流站輸出的有功功率和無功功率以及所述柔性直流控制系統內部相關電氣量的響應數據；繪制隨換流母線電壓變化的換流站有功功率和無功功率等特性曲線。

在本發明的一個實施例中，所述建立柔性直流與交流電網混聯系統仿真模型的方法為：利用電力系統仿真軟件PSD-BPA或電力系統仿真綜合程序PSASP建立仿真模型。

在本發明的一個實施例中，所述柔性直流換流站通過交流電網戴維南等值內電抗與所述交流電網戴維南等值系統相連。