[發(fā)明專利]判定MTDC中直流電壓振蕩模式存在性及穩(wěn)定性的方法

在審

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113595124A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付強;杜文娟;代曉峰;王海風
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/24
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 鄧永紅

本發(fā)明公開了判定MTDC中直流電壓振蕩模式存在性及穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟：步驟一：建立MTDC直流振蕩模型；步驟二：形成MTDC閉環(huán)模式；從物理層面上解釋了直流電壓振蕩的機制，從控制層面上解釋了VSC采用直流電壓控制或直流電壓下垂控制是直流電壓振蕩的根本原因，有功控制相當于恒功率負載，不會帶來直流電壓振蕩模式，但會影響直流振蕩模式，對VSC控制參數(shù)設(shè)置帶來指導性建議。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是判定MTDC中直流電壓振蕩模式存在性及穩(wěn)定性的方法。

背景技術(shù)

電壓源換流器VSC因其技術(shù)優(yōu)勢而廣泛應(yīng)用于發(fā)電和直流輸電，基于 VSC的多端直流輸電VSC-MTDC電力系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多個交流電源系統(tǒng)之間的連接，并增強交流/直流混合系統(tǒng)的靈活性。直流電壓振蕩的穩(wěn)定性是近年來積極研究的重大問題之一。目前，已發(fā)現(xiàn)VSC-MTDC電力系統(tǒng)小信號直流電壓穩(wěn)定性兩個主要問題。第一個問題是交流和直流電源之間的動態(tài)相互作用造成的不穩(wěn)定風險。在研究這個問題時，獨立交流和直流電源系統(tǒng)都被認為分別穩(wěn)，但是交互的交流和直流系統(tǒng)可能會導致不穩(wěn)定問題。第二個問題是MTDC自身中直流電壓振蕩的穩(wěn)定性問題。由此忽略了交流系統(tǒng)帶來穩(wěn)定性地影響，本發(fā)明一種用于判定多端直流系統(tǒng)中直流電壓振蕩模式存在性及其穩(wěn)定性的計算方法正是研究地第二類問題。

現(xiàn)有技術(shù)一

運用模式分析對MTDC電力系統(tǒng)小信號直流電壓穩(wěn)定性進行分析。此方法基于狀態(tài)空間模型，通過求解其特征值，對直流電壓穩(wěn)定性進行計算。如果直流振蕩模式位于復平面的左側(cè)，則直流電壓振蕩穩(wěn)定，如果直流振蕩模式位于復平面的右側(cè)，則直流電壓振蕩失穩(wěn)。也可計算參與因子，找出參與振蕩模式的MTDC組件。

現(xiàn)有技術(shù)一的缺點

MTDC電力系統(tǒng)小信號直流電壓穩(wěn)定性模式分析由于其階數(shù)較多，計算的時間相對較長，只靠其數(shù)字計算，無法揭示直流電源振蕩的物理機制。

現(xiàn)有技術(shù)二

基于阻抗模型的分析方法對MTDC電力系統(tǒng)小信號直流電壓穩(wěn)定性進行分析。其方法表明MTDC不穩(wěn)定是由于VSC帶來負阻抗的影響。當直流電壓振蕩模式的實部為正或直流設(shè)備VSC的阻抗為負時，就會發(fā)生直流電壓振蕩不穩(wěn)定。

現(xiàn)有技術(shù)二的缺點

尚未對直流電壓振蕩模式的實部為正或直流設(shè)備的阻抗為負的原因進行深入研究，IMA常運用與單輸入單輸出系統(tǒng)，很難應(yīng)用于MTDC中，因為這是一個多輸入多輸出系統(tǒng)。其方法也是靠數(shù)字計算，未能真正揭示直流電壓振蕩的物理機制。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了判定MTDC中直流電壓振蕩模式存在性及穩(wěn)定性的方法，從物理層面上解釋了直流電壓振蕩的機制，從控制層面上解釋了VSC采用直流電壓控制或直流電壓下垂控制是直流電壓振蕩的根本原因，有功控制相當于恒功率負載，不會帶來直流電壓振蕩模式，但會影響直流振蕩模式，對VSC控制參數(shù)設(shè)置帶來指導性建議。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：判定MTDC中直流電壓振蕩模式存在性及穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟：

步驟一：建立MTDC直流振蕩模型；

步驟二：形成MTDC閉環(huán)模式。