[發明專利]一種柔性直流輸電系統諧波阻抗的掃頻方法和裝置

在審

• 申請號: 202110875415.3
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113777403A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 谷懷廣;周家培;寇龍澤;朱琳;劉棟;陽岳希
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網北京市電力公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本申請提供一種柔性直流輸電系統諧波阻抗的掃頻方法和裝置，將柔性直流輸電系統的運行工況輸入掃頻模型對柔性直流輸電系統進行仿真，得到柔性直流輸電系統并網點的仿真量測電壓和仿真量測電流，確定柔性直流輸電系統的諧波阻抗，掃頻模型包括諧波電壓源模塊，諧波電壓源用于為柔性直流輸電系統提供等間隔不同頻率的諧波電壓。相比單諧波源注入掃頻，本申請提供的技術方案可大幅度提高柔性直流輸電系統諧波阻抗的掃頻效率，節省了掃頻時間，同時又能保證掃頻結果的精度，且掃頻模型利用了等間隔諧波電壓源，便于實施。

技術領域

本申請涉及柔性直流輸電技術領域，具體涉及一種柔性直流輸電系統諧波阻抗的掃頻方法和裝置。

背景技術

基于電壓源型換流器的柔性直流輸電系統，可實現有功功率和無功功率的獨立控制，同時能實現向無源網絡供電，特別適合新能源接入、遠距離負荷送電、城市供電等領域，但其并網的運行穩定性一直是電網所關注的重要課題。

柔性直流輸電系統的穩定性與柔性直流輸電系統的阻抗頻率特性強相關，為了研究柔性直流輸電系統的諧波阻抗頻率特性，首先需要知道柔性直流輸電系統的并網點(point of common coupling，PCC，即柔性直流輸電系統中受端換流站在岸上交流系統的匯集母線)處柔性直流輸電系統的諧波阻抗。

目前，一般需要考慮2500Hz以內的受端換流站的諧波阻抗特性，用來分析柔性直流輸電系統穩定性。現有技術中，通常是在PCC點每次注入固定頻率下三相對稱的電壓擾動信號，通過測量對應的諧波電流，利用歐姆定律實現柔性直流輸電系統的諧波阻抗的掃頻。若將不同頻率分量的擾動信號分別注入柔性直流輸電系統，掃頻速度慢。

發明內容

為了克服上述現有技術中掃頻速度慢的不足，本申請提供一種柔性直流輸電系統諧波阻抗的掃頻方法，包括：

將柔性直流輸電系統的運行工況輸入預先構建的掃頻模型對柔性直流輸電系統進行仿真，得到柔性直流輸電系統并網點的仿真量測電壓和仿真量測電流；

基于所述柔性直流輸電系統并網點的仿真量測電壓和仿真量測電流確定所述柔性直流輸電系統的諧波阻抗；

掃頻模型包括諧波電壓源模塊，所述諧波電壓源模塊用于為所述柔性直流輸電系統提供等間隔不同頻率的諧波電壓。

所述諧波電壓源模塊包括多個串聯的諧波電壓源；

所述多個串聯的諧波電壓源將仿真頻段[0，h_max]Hz等間隔劃分為(0+n)Hz、Hz共k個頻率組，其中，h_max表示仿真頻段上限值，k表示頻率組數，n表示0到的自然數。

所述將柔性直流輸電系統的運行工況輸入預先構建的掃頻模型對柔性直流輸電系統進行仿真，得到柔性直流輸電系統并網點的仿真量測電壓和仿真量測電流，包括：

設置仿真時長、頻率步長、仿真步長和仿真結果的輸出步長，所述仿真結果包括所述柔性直流輸電系統并網點的仿真量測電壓和仿真量測電流；

基于所述仿真時長、頻率步長、仿真步長、仿真結果的輸出步長以及所述柔性直流輸電系統的運行工況，并通過同步調整多個諧波電壓源各自的頻率對所述柔性直流輸電系統進行仿真，得到柔性直流輸電系統并網點的仿真測量電壓和仿真測量電流。

仿真步長小于等于20μs。

仿真結果的輸出步長不小于所述仿真步長。

所述仿真結果的輸出步長為所述仿真步長的N倍，N為正整數，且1≤N≤5。

所述運行工況包括所述柔性直流輸電系統的不同直流電壓穩態運行、不同有功穩態運行、不同無功穩態運行、單極穩態運行和雙極穩態運行中的任一項。

所述基于所述柔性直流輸電系統并網點的仿真量測電壓和仿真量測電流確定所述柔性直流輸電系統的諧波阻抗，包括：