[發明專利]一種靜止串聯補償器的仿真模型及分布式集群仿真系統

有效

• 申請號: 201910769152.0
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110597085B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 汝楠;趙俊榮;王蓉暉;李心元;劉琨;李飛飛;胥磊;尹力恒
• 申請（專利權）人: 西安航天動力技術研究所
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微

本發明提供了一種靜止串聯補償器的仿真模型及分布式集群仿真系統，仿真模型由直流電容、受控電壓源和受控電流源表示，受控電壓源由占空比d和直流電容電壓進行控制，受控電流源由受控電壓源的電流和占空比d進行控制，用等效后的DSSC單元模型代替詳細模型進行仿真，避免了使用DSSC單元詳細模型因使用大量電力電子開關器件進行集群仿真占用大量內存，消耗較長時間的問題；分布式集群仿真系統保持了與采用DSSC詳細模型進行集群仿真在輸出電壓電流特性上的高度一致性，為高效快速分析DSSC集群工作特性，分析集中控制器和單元控制器中控制策略的有效性，提供了有效的解決方案。

技術領域

本發明屬于電工電氣技術領域，具體涉及一種靜止串聯補償器的仿真模型及分布式集群仿真系統。

背景技術

在復雜的網狀電力傳輸系統中，線路潮流分布規律復雜，往往需要配置專門的潮流控制裝置對重要線路中的潮流進行控制，以避免某些線路的潮流超過其熱容量極限而限制整個網絡的傳輸能力。分布式靜止串聯補償器(Distributed?Static?SeriesCompensator，DSSC)將小容量串聯補償設備通過變壓器耦合的方式串聯在輸電線路上，通過大量分布式單元的協調控制來調節線路阻抗，可實現對線路潮流的靈活連續控制。該控制器體積小、重量輕，所以可以直接掛在輸電線路或桿塔上，無須占地安裝，是一種實用性很高的新型潮流控制器。

如圖1所示，DSSC主回路由單相換流器、直流母線電容C1、LC濾波器、單繞組變壓器T以及旁路開關Sm組成。其單繞組變壓器T直接以輸電線路作為原邊繞組，副邊繞組匝數一般在原邊繞組的10倍以上，甚至上百倍，以降低流經設備自身的電流。其單相換流器通常為全橋變流器。旁路開關Sm包含一個機械開關和一個晶閘管對可控高速旁路開關，在DSSC正常運行時保持斷開，在DSSC正常退出運行時或因故障需要旁路換流器時閉合，將換流器旁路。DSSC的工作原理是在所串聯的輸電線路上注入一個大小和線路電流無關而相位和線路電流相位垂直的電壓，改變該電壓大小就相當于改變線路的有效阻抗，從而控制系統潮流。

因為每個DSSC單元容量都很小，其改變線路阻抗的能力有限，因為對線路潮流的控制能力也有限，需要通過分布在線路中大量的DSSC單元協調配合，實現對指定線路的潮流的控制。因此有必要對DSSC集群工作進行仿真研究，用于分析集群工作特性，為控制策略提供指導。

由于每個DSSC單元中都包含了電力電子開關器件，而電力電子開關器件在仿真模型中往往需要占用較多運算內存，所以當仿真模型中包含大量DSSC單元時，會導致仿真速度嚴重受限，且對計算機的內存空間要求較高，這將嚴重限制DSSC集群仿真的效率。因此，如何搭建DSSC的集群仿真模型，解決大量DSSC單元導致占用內存高，仿真效率低的問題，是DSSC推廣應用過程中不可避免的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種靜止串聯補償器的仿真模型及分布式集群仿真系統，可逼真模擬靜止串聯補償器的輸出特性，可為進行集群仿真節省時間。

一種靜止串聯補償器的仿真模型，所述靜止串聯補償器包括單相換流器、直流母線電容C1、LC濾波器、單繞組變壓器T以及旁路開關sm，所述單相換流器由變流器簡化模型進行模擬實現，形成仿真模型；所述變流器簡化模型包括包括電流表A1、受控電壓源AC、受控電流源DC、電壓表V1以及兩個乘法器；電流表A1和受控電壓源AC串聯再LC濾波器電路中；電壓表V1和受控電流源DC均并聯在直流母線電容C1兩端；

兩個乘法器中的其中一個乘法器，接收電流表A1輸出電流iac和外部輸入的占空比d，相乘后用于控制受控電流源DC產生大小等于iac與d乘積的電流值idc；

兩個乘法器中的另一個乘法器，接收電壓表V1輸出的電壓值udc，用于控制受控電壓源AC產生大小等于電壓值udc與d乘積的電壓值uac。

一種靜止串聯補償器仿真模型的分布式集群仿真系統，每條線路上設置多個靜止串聯補償器仿真模型，每個靜止串聯補償器仿真模型由一個單元控制器；所有的單元控制器由一個集中控制器進行控制；