[發明專利]一種電網換相換流器直流故障分析模型建模方法

在審

• 申請號: 202010958551.4
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN111832196A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 江奕軍;洪昊;姜坤;徐寅飛;李佳朋;姜建;李宇駿;宋佳;王芳;何雨微;徐坤婷;盧家駒
• 申請（專利權）人: 杭州電力設備制造有限公司;西安交通大學;國網浙江省電力有限公司杭州供電公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02H1/00;H02J3/00;H02J3/36
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

1.一種電網換相換流器直流故障分析模型建模方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、對含有電網換相換流器的直流系統，獲得電網換相換流器和電網在直流故障前的工作狀態；

S2、對電網換相換流器控制中的非線性部分采用最小二乘法進行線性化；

S3、建立故障分析模型并計算故障電流頻域表達式；

S4、用電阻電容串聯電路對電網換相換流器定電流控制對直流故障電流的作用進行等效建模。

2.根據權利要求1所述的電網換相換流器直流故障分析模型建模方法，其特征在于，步驟S1中，電網換相換流器和電網在直流故障前的工作狀態至少包括以下參數：故障時刻電網換相換流器的觸發角、等效換相電阻、理想空載直流電壓以及電網換相換流器PI調節器的比例和積分參數。

3.根據權利要求1所述的電網換相換流器直流故障分析模型建模方法，其特征在于，步驟S2具體包括如下：

定義線性函數為，所述線性函數通過來確保線性化模型和原始模型的相同的故障前條件：

線性化參數通過確定非線性函數的誤差和特定區間中定義的線性函數在兩個范數表達式中最小化來確定：

上式中，代表線性函數，代表非線性函數，函數代表了函數與之間的范數差值；

將函數重寫如下：

根據KTT條件，當函數最小時，應滿足以下表達式：

那么，線性化參數的表達式如下：

因此，線性函數為的表達式如下：

其中，是電網換相換流器的初始故障前觸發角，是電網換相換流器達到穩態直流故障電流時的穩定故障觸發角。

4.根據權利要求3所述的電網換相換流器直流故障分析模型建模方法，其特征在于，步驟S3中，建立故障分析模型具體包括如下：

S31、在故障前條件下，保持以下等式：

上式中，和分別是故障前的直流電流和電壓，是PI調節器的直流電流整定；

S32、在直流故障期間，直流電流和電壓用增量形式表示如下：

上式中，和分別是直流故障期間的直流電流和電壓；

S33、聯合步驟S31中的公式和步驟S32中的公式，得到觸發角與故障直流電壓和電流之間的關系如下：

其中，、和分別是直流故障期間電網換相換流器的直流電流、直流電壓和觸發角的變化，和分別為電網換相換流器PI調節器的比例和積分參數，為理想空載直流電壓，為等效換相電阻，為線路的平波電抗器。

5.根據權利要求4所述的電網換相換流器直流故障分析模型建模方法，其特征在于，步驟S3中，以拉普拉斯形式重寫步驟S33的公式，得到故障電流的頻域表達式如下：

其中，表示考慮定電流控制作用下的基于電網換相換流器的線性化直流故障模型。

6.根據權利要求5所述的電網換相換流器直流故障分析模型建模方法，其特征在于，步驟S4中，用電阻電容串聯電路對電網換相換流器定電流控制對直流故障電流的作用進行等效建模包括如下：

由故障電流的頻域表達式反推出對應的等效電路模型，在瞬態過程中計算直流故障電流時，基于電網換相換流器等效成串聯RLC電路，等效RLC電路的參數推導如下：

其中，、和分別是用于直流故障分析的基于電網換相換流器模型的等效電阻、電感和電容。