[发明专利]基于MMC的柔性直流及直流电网机电暂态仿真方法及系统

权利要求书

1.一种基于MMC换流器的柔性直流及直流电网机电暂态仿真方法，其特征在于，包括：

建立暂态仿真模型，包括基于受控电流源的稳态潮流模型、交流侧暂态模型、直流侧暂态模型，所述基于受控电流源的稳态潮流模型用于生成暂态仿真所需要的初始潮流数据；

利用所述暂态仿真模型，仿真柔性直流及直流电网不同工况下的机电暂态运行特性；

采用注入母线电流作为稳态潮流模型，将MMC换流器等效为PQ节点或PV节点；

当MMC换流器等效为PQ节点，注入母线的电流相量为：

其中，V_R+jV_I为注入母线电压相量；P_ref、Q_ref分别为注入母线的方向为正的有功功率和无功功率；I_R、I_I分别表示注入母线的电流相量的实部和虚部；V_R、V_I分别表示注入母线的电压相量的实部和虚部；

当MMC换流器等效为PV节点，注入母线的方向为正的无功功率给定值Q_ref的值通过对母线电压给定值与反馈值的差进行积分来确定，其余参数与MMC换流器等效为PQ节点应相同。

2.如权利要求1所述的基于MMC换流器的柔性直流及直流电网机电暂态仿真方法，其特征在于，所述交流侧暂态模型为：

对于MMC换流器来说，R_c和L_c的表达式为：

其中，i_d、i_q分别表示三相电流在d、q轴上的分量，v_c表示换流阀出口的电压，v_p表示公共联结点PCC母线电压，i为交流母线上的电流，R_c和L_c为别为交流侧的等效电阻和等效电抗；L_t，R_t分别为换流变压器的等效电抗和等效电阻，所述换流变压器的等效电阻和等效电抗接近于0，L_arm、R_arm分别为桥臂电抗和桥臂等效电阻；v_pd、v_pq分别为公共联结点母线PCC在d轴的电压、在q轴的电压。

3.如权利要求1所述的基于MMC换流器的柔性直流及直流电网机电暂态仿真方法，其特征在于，所述直流侧暂态模型包括建立受控直流电流源I_dc和等效电容C_eq；

等效电容C_eq的表达式如下：

受控直流电流源I_dc的表示式如下：

其中：N为MMC单个桥臂的子模块数；C_sm为子模块中的电容；P_dc为受控电流源的功率；U_dc为受控电流源的电压；P_ac、P_loss分别为交流侧输入的有功功率和MMC换流器功率损耗；v_cd、v_cq分别为MMC换流器d轴和q轴的出口电压；i_d、i_q分别为交流电流在d、q轴上的分量。

4.如权利要求1所述的基于MMC换流器的柔性直流及直流电网机电暂态仿真方法，其特征在于，还包括建立控制系统模型，采用双闭环控制结构的dq轴解耦控制方式，包括外环控制器和内环控制器；所述外环控制器基于有功功率和无功功率的初始潮流数据和附加参考值增量，用于产生内环控制器中交流电流dq轴分量的参考值i_dref和i_qref；

所述内环控制器将外环控制器的输出作为参考值，同时将经过dq变换之后的电流测量值作为反馈量，利用解耦负反馈PI控制结构实现对PCC电流瞬时值的跟踪控制。