[發(fā)明專利]一種手拉手型的交直流配用電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011534065.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112636381B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧衛(wèi);吳琦;裴瑋;張國駒;孔力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

1.一種手拉手型的交直流配用電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定分析方法，其特征在于，所述系統(tǒng)包括多個(gè)電壓源型換流站，其中包括一個(gè)主站和多個(gè)從站1……n……N-1，所述方法包括如下步驟：

第一步：構(gòu)建系統(tǒng)單個(gè)從站的等效阻抗：依據(jù)交直流配電系統(tǒng)的等效電路，建立單個(gè)從站的等效阻抗，并作為步驟二的輸入；具體包括：

在交直流配電系統(tǒng)等效電路中，從站采用定功率控制方式，接受功率調(diào)度，等效為恒功率負(fù)荷，Z₁為尾端從站VSC1等效阻抗，U₁為尾端從站VSC1的直流線路輸入側(cè)電壓，i₁為尾端從站VSC1的直流輸入側(cè)電流，則Z₁滿足：

式中L₁、R₁、C₁分別為尾端從站VSC1直流側(cè)線路電感、直流側(cè)線路電阻、直流側(cè)電容，R_eq,1為尾端從站VSC1等效恒功率阻抗，Z₀為尾端直流聚合等效阻抗，Z₀＝∞，s為算子；

其中，U₀為尾端從站VSC1的直流輸出側(cè)穩(wěn)態(tài)電壓，P₁為尾端從站VSC1的功率；

當(dāng)n1時(shí)，Z_n為從站VSCn等效阻抗，U_n為從站VSCn的直流線路輸入側(cè)電壓，i_n為從站VSCn的直流輸入側(cè)電流，則Z_n滿足：

式中L_n、R_n、C_n分別為從站VSCn直流側(cè)線路電感、直流側(cè)線路電阻、直流側(cè)電容，R_eq,n為從站VSCn等效恒功率阻抗，s為算子，Z_n-1為從站VSCn-1等效阻抗；

其中，U_n-1為從站VSCn-1的直流線路輸入側(cè)電壓，P_n為從站VSCn的功率；

第二步：構(gòu)建從站整體等效阻抗：依據(jù)交直流配電系統(tǒng)的等效電路，建立N-1個(gè)從站整體的等效阻抗；具體包括：

將各從站進(jìn)行整體等效，即能夠在求得后一級(jí)阻抗后，依次往前逐級(jí)推導(dǎo)，得到從站VSCN-1等效阻抗Z_N-1，滿足：

式中L_N-1、R_N-1、C_N-1分別為從站VSCN-1直流側(cè)線路電感、直流側(cè)線路電阻、直流側(cè)電容，R_eq,N-1為從站VSCN-1等效恒功率阻抗，Z_N-2為從站VSCN-2等效阻抗，N-1為從站總數(shù)；

其中，U_N-2為從站VSCN-2的直流線路輸入側(cè)電壓，P_N-1為從站VSCN-1的功率；

第三步：構(gòu)建主站傳遞函數(shù)：依據(jù)AC/DC互聯(lián)換流站的功率控制器、電流控制器結(jié)構(gòu)，建立主站的直流電壓控制環(huán)路的第一傳遞函數(shù)；所述第三步構(gòu)建主站的直流電壓控制環(huán)路的第一傳遞函數(shù)具體包括：

依據(jù)AC/DC互聯(lián)換流站的功率控制器、電流控制器結(jié)構(gòu)，得到第一傳遞函數(shù)即主站的開環(huán)傳遞函數(shù)G_vsc(s)，滿足：

式中

為電壓外環(huán)比例系數(shù)，為電壓外環(huán)積分參數(shù)，L_sN、R_sN、U_sN、P_sN0為主站VSCN交流側(cè)電感、交流側(cè)電阻、交流側(cè)電壓、交流側(cè)穩(wěn)態(tài)功率，U_N-1為從站VSCN-1的直流線路輸入側(cè)電壓；

第四步：構(gòu)建系統(tǒng)整體傳遞函數(shù)：將步驟二的從站整體的等效阻抗和步驟三的第一傳遞函數(shù)串聯(lián)，建立系統(tǒng)的整體的第二傳遞函數(shù)；具體包括：

將從站VSCN-1等效阻抗Z_N-1與主站直流側(cè)電容C_N并聯(lián)后，再與G_vsc(s)串聯(lián)，得到系統(tǒng)整體第二傳遞函數(shù)G(s)，滿足：

第五步：將步驟四輸出的第二傳遞函數(shù)進(jìn)行頻域分析，探究系統(tǒng)穩(wěn)定性，具體包括：

根據(jù)系統(tǒng)整體傳遞函數(shù)G(s)，繪制伯德圖，當(dāng)相角裕度Pm0°，系統(tǒng)不穩(wěn)定；當(dāng)相角裕度Pm0°，系統(tǒng)穩(wěn)定。