[發(fā)明專利]一種直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的方法

有效

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• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112054549B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭春義;林欣;王燕寧;龐博;趙成勇
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J1/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

1.一種直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、根據(jù)實(shí)際工程需求設(shè)定穩(wěn)定裕度閾值，并建立待處理直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程；

步驟2、根據(jù)步驟1得到的狀態(tài)空間方程，建立待處理直流輸電系統(tǒng)的阻抗模型；

步驟3、向步驟2得到的阻抗模型中代入控制參數(shù)數(shù)值，計(jì)算待處理直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度值，若穩(wěn)定裕度值小于設(shè)定的穩(wěn)定裕度閾值，則轉(zhuǎn)入步驟4，否則轉(zhuǎn)入步驟7；

步驟4、向步驟1得到的狀態(tài)空間方程中代入控制參數(shù)數(shù)值得到狀態(tài)矩陣A，對所述狀態(tài)矩陣A進(jìn)行特征值分析得到主導(dǎo)模態(tài)，通過對所述主導(dǎo)模態(tài)進(jìn)行參與因子分析獲得高參與度控制參數(shù)集合；其中，所述主導(dǎo)模態(tài)是對系統(tǒng)當(dāng)前穩(wěn)定裕度不足狀態(tài)起主導(dǎo)作用的弱阻尼模態(tài)；

步驟5、根據(jù)所述主導(dǎo)模態(tài)對各高參與度控制參數(shù)集合的靈敏度，篩選出高靈敏度控制參數(shù)，以靈敏度大小為權(quán)重確定各高靈敏度控制參數(shù)的修正量，對各高靈敏度控制參數(shù)進(jìn)行修正；

步驟6、根據(jù)修正后的各高靈敏度控制參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定裕度值計(jì)算，若此時(shí)得到的穩(wěn)定裕度值大于設(shè)定的穩(wěn)定裕度閾值，則轉(zhuǎn)入步驟7；

步驟7、輸出控制參數(shù)數(shù)值，結(jié)束優(yōu)化流程，否則繼續(xù)進(jìn)行控制參數(shù)的優(yōu)化，直到穩(wěn)定裕度值大于設(shè)定的穩(wěn)定裕度閾值為止。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的方法，其特征在于，在步驟1中，所述建立待處理直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)空間方程的過程具體為：

首先確定狀態(tài)變量與輸入變量，建立對整個(gè)待處理直流輸電系統(tǒng)的非線性方程描述，具體如下式(1)所示：

其中，X為直流輸電系統(tǒng)的狀態(tài)變量；U為輸入變量；Y為輸出變量；

然后通過對該待處理直流輸電系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)的局部線性化，轉(zhuǎn)化為狀態(tài)空間描述，具體如下述公式(2)所示：

其中，A、B、C、D皆為系數(shù)矩陣，具體如下：A為狀態(tài)矩陣，B為輸入矩陣，C為輸出矩陣，D為前饋矩陣，各矩陣的計(jì)算方法如下式(3)所示：

其中，X₀為直流輸電系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)的狀態(tài)變量取值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的方法，其特征在于，在步驟2中，所述建立待處理直流輸電系統(tǒng)的阻抗模型的過程具體為：

在待處理直流輸電系統(tǒng)中選取指定的接口位置，將其分為兩個(gè)不同的子系統(tǒng)；

對兩個(gè)子系統(tǒng)分別按照步驟1的操作建立狀態(tài)空間方程，其中定義輸入變量U和輸出變量Y分別為接口位置的電壓和電流；

再通過下述公式(4)將狀態(tài)空間方程轉(zhuǎn)換為子系統(tǒng)導(dǎo)納模型，通過下述公式(5)轉(zhuǎn)換為子系統(tǒng)阻抗模型：

Y_1、2＝C(sI-A)^-1B+D (4)

Z_1、2＝Y(jié)_1、2^-1 (5)

其中，Y_1、2分別為兩個(gè)子系統(tǒng)的導(dǎo)納模型；Z_1、2分別為兩個(gè)子系統(tǒng)的阻抗模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述直流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的方法，其特征在于，在步驟3中，所述計(jì)算待處理直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度值的過程具體為：

將所述阻抗模型轉(zhuǎn)化為描述整個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，向所述傳遞函數(shù)中代入控制參數(shù)數(shù)值，通過奈奎斯特曲線或波特圖求取系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度。