[发明专利]一种基于ADPSS的直流输电系统中电磁暂态仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及暂态仿真方法，尤其是一种电力系统ADPSS(全数字实时仿真系统)仿真的 电磁暂态直流建模仿真方法。

背景技术

直流输电系统仿真模型一般根据直流换流器、直流线路、直流控制器系统的详细程 度进行划分。电磁暂态仿真模型一般是对直流系统中各元件包括交流滤波器、换流变压 器、换流器、避雷器、平波电抗器、直流滤波器、直流输电线路、直流接地极、直流控 制与保护系统、直流测量系统及交流等值系统等建模。建立详细的电磁暂态仿真模型用 于交直流系统相互作用研究及事故分析是一种有效的方法。

电力系统全数字实时仿真系统(AdvancedDigitalPowerSystemSimulator)简称ADPSS， 是由中国电力科学研究院研发的基于高性能PC机群的全数字实时仿真系统。该仿真系统 利用机群的多节点结构和高速本地通讯网络，采用网络并行计算技术对计算任务进行分 解，并对进程进行实时和同步控制，实现了大规模复杂交直流电力系统机电暂态和电磁 暂态的实时和超实时仿真以及外接物理装置试验。在ADPSS的电磁暂态仿真程序ETSDAC 中建立直流输电系统的详细模型，既可详细模拟HVDC内部快速暂态变化过程，同时模 型与用户自定义元件UserDefineModel(UDM)的接口功能提高了以往电磁暂态直流建模 的灵活性与应用性，方便对直流模型的研究。

发明内容

本发明提出了一种电力系统ADPSS(全数字实时仿真系统)的电磁暂态直流建模方式， 为交直流系统相互作用研究及事故分析提供一种有效的方法，其包括步骤：

(1)利用FORTRAN语言编程功能，建立各直流基本元件模型，具体包括晶闸管元件、 三相母线及单相电气节点和单相串联RLC元件；

(2)建立直流电磁暂态模型主电路，主电路由换流母线、换流变压器、六脉冲换流器、 平波电抗器、直流输电线路阻抗及交流和直流滤波器组构成；

(3)建立直流控制电路。

其中步骤(2)中所述六脉冲换流器的建模具体包括：

1)对所述六脉冲换流器采用六个阀臂元件、2个外部单相电气节点、1个一转三 元件、一个三相两绕组换流变压器元件及1个外部母线元件在子电路内搭建；

2)对所述六脉冲换流器子电路进行封装并定制图符；

3)对所述六脉冲换流器元件封装后，用户将可以通过双击六脉冲换流器元件的图 符，进入到子电路中，通过设置开关动作或者添加故障元件的方式，设置换流器内部故 障。

其中步骤(3)中所述的直流控制电路建模包括：

1)所述直流控制电路控制逻辑包含：双侧频率调制MDA、功率大方式调制MDB、 功率小方式调制MDC、定电流调节器RG1、定关断角调节器RG2、定电压调节器RG3、 定功率调节器RG4、电压电流限制器VCL和阀组电压平衡控制器VBC，对每种控制逻辑 分别编写子程序实现；

2)对所述直流控制电路封装并设计图符及相应参数页，便于用户使用。

步骤(2)和(3)中所述六脉冲换流器与直流控制电路的建模均实现了与UD模型 的接口，用户可通过自定义建模实现六脉冲换流器内晶闸管的触发、换流变的抽头调节 及直流控制各子模块功能。

通过使用本发明的电力系统ADPSS(全数字实时仿真系统)的电磁暂态直流建模方式， 一次电路采用已有的元件搭建，对六脉冲换流器子电路进行封装和图符定制，界面美观、 风格统一且用户操作方便；同时可通过双击进入子电路进行故障和开关动作设置，兼顾 模型的功能(模拟内部故障等)、灵活性及可维护性。对所有控制子模块进行封装和图 符定制，同时对控制系统整体设计参数页，控制参数简洁明了并易于修改。可与用户自 定义UD(User_Defined)建模接口，由用户使用仿真主程序提供的基本功能单元，自行 设计、搭建系统元件和控制装置，各个UD模型需通过其输入/输出变量与所连接的直流 系统联系在一起，参与系统仿真过程，既保证了直流电磁暂态建模的准确性，又提高了 研究的灵活性。

附图说明

图1：本发明ADPSS(全数字实时仿真系统)使用的可控硅换流阀臂模型；

图2：本发明ADPSS(全数字实时仿真系统)使用的双极直流输电系统主电路模型；

图3a：本发明ADPSS(全数字实时仿真系统)使用的六脉冲换流器的图符；