[发明专利]一种基于电气解耦的发电机组经两直流送出系统模型简化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统次同步振荡技术领域，具体涉及一种基于电气解耦的发电机 组经两直流送出系统模型简化方法。

背景技术

在研究次同步振荡(SSO)问题时，系统所有元件需采用详细的电磁暂态模型，包括 交流系统，输电线路，发电机电气部分，多质量块轴系模型，励磁系统，调速器，电力系统稳 定器，直流系统等。目前适用于SSO问题的仿真软件比较有限，主要有PSCAD/EMTDC、EMTP、 NETOMAC等。由直流引发的SSO问题主要是发电机与直流控制系统间相互作用引起的，因此 需要对直流换流站进行详细建模。但是，由于直流换流站模型含有较多的电力电子元件，两 直流换流站系统在PSCAD仿真建模时规模较大，软件对算法和模型有限制，仿真速度慢，仿 真效率低下。

发明内容

本发明的目的在于克服已有PSCAD直流换流站仿真模型存在的不足，提供一种基 于电气解耦的发电机组经两直流送出系统模型简化方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现。一种基于电气解耦的发电机组经两直流送 出系统模型简化方法，包括以下步骤：

(1)将发电机组经两直流送出系统划分成3部分，即，待研究机组，HVDC1系统和 HVDC2系统；

(2)将两直流换流站的实际电力系统所有的状态变量分为三部分，分别是发电机 电磁回路、励磁系统以及发电机出口母线电压状态变量，直流换流站HVDC1及其送端电网、 受端电网状态变量，直流换流站HVDC2及其送端电网、受端电网状态变量；各部分状态变量 如下所示：

①发电机侧状态变量X_g1如式(1)所示：

X_G1＝[Δψ_d1Δψ_q1Δψ_f1Δψ_D1Δψ_g1Δψ_Q1]^T

X_E1＝[Δx1₁Δx1₂Δx1_f]^T(1)

其中，X_G1是待研究发电机G1电磁回路的状态变量；Δψ表示状态变量为磁通，下标1 表示待研究发电机G1；交流abc坐标系统经派克变换后得到旋转dq0坐标系统，下标d、q、g分 别代表发电机直轴、交轴和等效的零轴；下标D、Q、f分别代表直轴阻尼绕组、交轴阻尼绕组 和励磁绕组；

X_E1是待研究发电机G1励磁系统状态变量；Δx1₁、Δx1₂、Δx1_f的选取是根据励磁系 统的简化传递函数图得到的，如图3所示。其中x1_f是励磁电压，x1₁、x1₂是传递变量，U_t是发 电机的机端电压的实际值，U_REF是机端电压参考值；

X_ACU0是待研究发电机G1出口母线电压的状态变量，对母线A侧对地电容线性化所得，是电压量，下标0代表发电机，以区分换流站HVDC1、HVDC2侧中的交流系统的状态变量下标表示；u_A、指与待研究发电机G1相连的母线A的电压和相角；

②直流HVDC1侧的状态变量X_dc1如式(2)所示；

X_DC1＝[Δα_c1Δi_d1Δβ₀₁]

X_ACIac1＝[Δi_out1xΔi_out1yΔi_ac1xΔi_ac1y]

其中，X_DC1是换流站HVDC1侧直流系统的状态变量；整流侧采用定电流控制，逆变侧 采用定熄弧角控制；i_d为直流电流，α_c为触发延迟角，β₀为触发超前角，下标1表示换流站 HVDC1。