[發明專利]一種基于HVAC和LCC-VSC HVDC混合系統的潮流計算方法

有效

• 申請號: 201910866468.1
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110718918B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 唐俊杰;舒銅;杜驍;林星宇;彭志云;郭小穎;袁藝嘉
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/36
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

本發明公開了一種基于HVAC和LCC?VSC HVDC混合系統的潮流計算方法，主要步驟為：1)建立交直流混聯系統模型；所述交直流混聯系統模型主要包括交直流混聯VSC換流站模型和交直流混聯LCC換流站模型；2)對交直流混聯系統進行協調控制；3)利用基于泰勒級數展開的牛頓?拉夫遜法對交直流混聯系統的穩態潮流計算。本發明考慮了下垂控制機制，豐富了交直流混合系統穩態分析的多控制場景應用，充分結合了LCC和VSC兩者優勢并提出了混合HVDC系統控制機制，有利于對交直流混合系統進行穩態潮流分析。

技術領域

本發明涉及潮流計算領域，具體是一種基于HVAC和LCC-VSC HVDC混合系統的潮流計算方法。

背景技術

隨著全球對環境污染、全球變暖、能源和資源危機等問題的日益關注，可再生能源發電成為近年來備受關注的話題。然而，如何高效、低成本地整合和傳輸可再生能源仍然是一個關鍵的挑戰。同時，高壓直流(HVDC)被證明是解決可再生能源整合問題的一個較好的解決方案。截至目前，已有兩種成熟的HVDC技術可供選擇：LCC-HVDC(基于電流源換流站的高壓直流輸電)和VSC-HVDC(基于電壓源換流站的高壓直流輸電)。為了充分發揮各自的優勢，LCC和VSC相結合的混合交直流系統受到了越來越多的關注。更重要的是，最近的研究表明，混合型交直流系統具有故障自清除能力。

潮流計算是電力系統的三大計算之一，是電力系統穩態運行與控制的基礎。交直流混聯系統的常規潮流計算是交直流混聯系統最基礎的研究課題之一，它是安全性分析、機電暫態穩定性分析、電磁暫態穩定性分析的基礎，機電暫態分析與電磁暫態分析首先需要給定初始狀態，而初始狀態的給定就需要進行常規潮流計算；同時其也是交直流混合系統運行可靠性的重要依據。因此，研究交直流混合系統常規潮流的模型與算法，以獲得快速、精確、實用的確定性潮流結果是交直流混合系統穩態分析的基礎，有著重要的研究意義與應用價值。

在求解技術上，傳統的交替迭代法易于實現，因為它可以使MTDC系統嵌入到現有的交流潮流軟件中。然而，交替迭代法的收斂性較差，需要尋找更加先進的計算方法。過去，基于純LCC或者純VSC技術的交直流潮流求解已經做了大量的研究，因此針對這類問題的潮流算法已經相當成熟。遺憾的是，在這些研究中，沒有建立精確的換流站模型，從而忽略了換流站的功率損耗，導致結果與實際情況相差太大；此外，由于沒有考慮下垂控制機制，限制了交直流混合系統穩態分析的多場景應用；雖然目前考慮純LCC或純VSC系統的潮流已經成熟，但LCC和VSC換流站分別存在不同的模型和控制方程，兩者各有長短。因此，在建立精確的換流站模型前提下，結合LCC和VSC兩者優勢并充分考慮混合HVDC系統協調控制策略的交直流混合系統的潮流分析算法亟待研究。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種基于HVAC和LCC-VSC HVDC混合系統的潮流計算方法，主要包括以下步驟：

1)建立交直流混聯系統模型。所述交直流混聯系統模型主要包括交直流混聯VSC換流站模型和交直流混聯LCC換流站模型。

進一步，VSC換流站電路為：交流母線節點依次串聯換流變壓器、濾波器、換相電抗器和VSC節點。直流節點連接VSC換流站的直流側。

交流系統一共有n_ac個交流節點，其中包含一個平衡節點，n_PQ個PQ節點和n_PV個PV節點。

VSC換流站包含n_VSC個節點。

1.1)建立交直流混聯VSC換流站模型的主要步驟如下：