[發(fā)明專利]一種對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析的方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110437593.8
• 申請(qǐng)日: 2021-04-22
• 公開（公告）號(hào): CN113346772A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛萬興;李蕊;劉海濤;吳鳴;顧瀚文;焦在濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國家電網(wǎng)有限公司;中國電力科學(xué)研究院有限公司;西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M7/217
• 分類號(hào): H02M7/217;H02J3/06;H02M1/12
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 賈銀秋

本發(fā)明公開了一種對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析的方法及系統(tǒng)，方法包括：建立兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型；在兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)處，對(duì)非線性狀態(tài)空間模型進(jìn)行線性化處理，獲取考慮交流系統(tǒng)濾波器的非線性狀態(tài)空間模型；設(shè)置直流電壓的擾動(dòng)值；獲取非線性狀態(tài)空間模型在直流電壓的擾動(dòng)值條件下，兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量第一波形圖；建立兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的仿真模型，獲取狀態(tài)變量第二波形圖；當(dāng)狀態(tài)變量第一波形圖與狀態(tài)變量第二波形圖的差值小于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，當(dāng)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型作為兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的確定非線性狀態(tài)空間模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，直流配電網(wǎng)因其在輸送容量、可控性、減小線路損耗、以及可再生能源靈活接入等方面相比傳統(tǒng)交流配電網(wǎng)具有較大優(yōu)勢(shì)，已逐漸成為了未來電力系統(tǒng)中不可缺少的一部分。由于直流配電網(wǎng)的電壓等級(jí)較低，較典型的中低壓直流配電網(wǎng)的電壓等級(jí)不超過100kV，因此兩電平VSC換流器為直流配電網(wǎng)換流站中被廣泛使用的設(shè)備。作為電力系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的最基本條件之一，小信號(hào)穩(wěn)定性分析已經(jīng)成為了目前直流技術(shù)的關(guān)鍵問題，因此建立準(zhǔn)確的兩電平VSC的小信號(hào)模型，是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效小信號(hào)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)，對(duì)保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

相比于高壓直流輸電系統(tǒng)，直流配電網(wǎng)交流系統(tǒng)的電能質(zhì)量要求更為嚴(yán)苛。利用PWM調(diào)制技術(shù)的兩電平VSC在運(yùn)行過程中會(huì)向交流系統(tǒng)注入大量的諧波，造成交流側(cè)電壓電流波形嚴(yán)重畸變，因此不考慮交流側(cè)濾波電路的小信號(hào)模型是不完整的。此外雖然有部分研究表明VSC控制系統(tǒng)中的鎖相環(huán)控制參數(shù)對(duì)1穩(wěn)定性影響較小，但完全忽略鎖相環(huán)環(huán)節(jié)，將導(dǎo)致模型忽略了部分狀態(tài)變量而無法準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程。現(xiàn)有技術(shù)利用忽略交流系統(tǒng)濾波器或者鎖相環(huán)的VSC系統(tǒng)小信號(hào)模型，無法保證小信號(hào)穩(wěn)定性分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

因此，需要一種技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)方案提供一種對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析的方法及系統(tǒng)，以解決如何對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種對(duì)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量進(jìn)行分析的方法，所述方法包括：

建立兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型；所述兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)包括：交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)以及電壓源型換流器控制系統(tǒng)；所述非線性狀態(tài)空間模型包括：交流系統(tǒng)非線性狀態(tài)空間模型、直流系統(tǒng)非線性狀態(tài)空間模型以及電壓源型換流器控制系統(tǒng)非線性狀態(tài)空間模型；

在兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)處，對(duì)所述非線性狀態(tài)空間模型進(jìn)行線性化處理，獲取考慮交流系統(tǒng)濾波器的非線性狀態(tài)空間模型；

設(shè)置直流電壓的擾動(dòng)值；

獲取所述非線性狀態(tài)空間模型在所述直流電壓的擾動(dòng)值條件下，兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量第一波形圖；

建立兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的仿真模型，基于所述兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的仿真模型獲取所述直流電壓的擾動(dòng)值條件下，兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的狀態(tài)變量第二波形圖；

當(dāng)所述狀態(tài)變量第一波形圖與所述狀態(tài)變量第二波形圖的差值小于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，當(dāng)兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的非線性狀態(tài)空間模型作為兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的確定非線性狀態(tài)空間模型；

利用兩電平電壓源型換流器系統(tǒng)的確定非線性狀態(tài)空間模型對(duì)狀態(tài)變量進(jìn)行分析。

優(yōu)選地，所述直流電壓的擾動(dòng)值的為直流電壓的參考值1％。

優(yōu)選地，建立所述交流系統(tǒng)非線性狀態(tài)空間模型，包括：