[發明專利]一種LCC-HVDC系統小信號建模及裝置

在審

• 申請號: 202210429077.5
• 申請日: 2022-04-22
• 公開（公告）號: CN114722622A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 傅闖;周盛宇;汪娟娟;劉岳坤;莫澤;李歡
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/11;G06F17/13;G06F17/14;G06F17/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉思言

本發明涉及電力傳輸技術領域，公開了一種LCC?HVDC系統小信號建模及裝置。本發明從換流器的換相過程出發，運用節點電壓法推導換流器交流電壓、直流電流、延遲觸發角與交流電流、直流電壓、換相重疊角之間的傳遞函數，并根據換流器的信號框圖推導換流器在某一穩定運行點處的小信號交流導納模型。本發明解決了如何實現考慮換流閥阻尼電路的LCC?HVDC系統小信號建模的技術問題，構建的小信號導納模型具有較高的精度。

技術領域

本發明涉及電力傳輸技術領域，尤其涉及一種LCC-HVDC系統小信號建模及裝置。

背景技術

電網換相換流器型高壓直流輸電(LCC-HVDC)系統廣泛應用于電網互聯和遠距離大容量輸電等場景。在LCC-HVDC系統中，由于換流變壓器存在漏抗，閥電流不能立即歸零，換相不能瞬時完成，導致發生三個閥同時導通的換相重疊過程，對換相重疊過程的刻畫和處理是實現精準建模的關鍵。

在實際的LCC-HVDC工程中，為了限制晶閘管關斷時由電壓振蕩引起的暫態過電壓以及過高的電壓變化率，換流閥兩端并聯了阻尼電路(以下簡稱為換流閥阻尼電路)。然而，目前LCC-HVDC系統小信號的建模過程并未考慮到換流閥阻尼電路，不能夠確定換流閥阻尼電路對換流器小信號建模的影響，因此，建立考慮換流閥阻尼電路的換流器模型具有重要意義。

發明內容

本發明提供了一種LCC-HVDC系統小信號建模及裝置，解決了如何實現考慮換流閥阻尼電路的LCC-HVDC系統小信號建模的技術問題。

從以上技術方案可以看出，本發明具有以下優點：

本發明第一方面提供一種LCC-HVDC系統小信號建模方法，包括：

根據接入有換流閥阻尼回路的換流器電路結構，分別構建換流器在換相階段及非換相階段下表征各變量間關系的解析方程；

對構建的解析方程進行處理，得到換流器在一個換相周期內的表征各變量間關系的解析方程；

將所述換流器在一個換相周期內的表征各變量間關系的解析方程在穩態運行點進行線性化，推導出以第一參數集合為輸入、以第二參數集合為輸出的小信號傳遞函數矩陣，所述第一參數集合包括換流器二次側三相交流電壓在dq坐標系下的變量、直流電流和延遲觸發角，所述第二參數集合包括換流器二次側三相交流電流在dq坐標系下的變量、直流電壓和換相重疊角；

根據所述小信號傳遞函數矩陣，按照LCC-HVDC系統的結構框圖推導出小信號導納模型。

根據本發明第一方面的一種能夠實現的方式，所述根據接入有換流閥阻尼回路的換流器電路結構，分別構建換流器在換相階段及非換相階段下表征各變量間關系的解析方程，包括：

根據換相階段下的換流器電路結構，構建換流器在換相階段下表征各變量間關系的解析方程，包括：

構建換流器在換相階段下的電氣解析方程為：

構建換流器在換相階段下的節點電壓方程為：

根據非換相階段下的換流器電路結構，構建換流器在非換相階段下表征各變量間關系的解析方程，包括：

構建換流器在非換相階段下的電氣解析方程為：

構建換流器在非換相階段下的節點電壓方程為：