[发明专利]特高压直流分层接入方式下机电暂态模型及站间协调方法

说明书

本发明提供一种特高压直流分层接入方式下机电暂态模型及站间协调方法，该机电暂态模型包括所述机电暂态模型包括直流侧电路模型；直流侧电路模型将直流输电系统的换流器等效为受控电压源串入直流侧网络的末端，包括逆变侧换流器、整流侧换流器和输电线路，用于求取所述逆变侧换流器和整流侧换流器直流电流大小；逆变侧换流器包括第一逆变侧换流器和第二逆变侧换流器；第一逆变侧换流器的电压等级大于第二逆变侧换流器的电压等级。本发明提供的技术方案，从基础上建立了分层接入结构的多端直流系统的仿真模型，制定了控制模式与控制方法的框架，解决了国内在分层接入式多端直流输电系统建模仿真领域的技术空白，并为后期的研究提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真建模技术，具体涉及特高压直流分层接入方式下机电暂态模型及站间协调方法。

背景技术

目前，常规的两端高压直流输电工程应用广泛，仿真计算模型趋于成熟。与两端直流输电系统相比，多端直流输电系统的建模相对较少，现今主要使用的是机电暂态仿真软件PSD‐BPA中的多端直流输电模型。该模型的主要缺点是：

(1)该模型是并联式多端直流输电系统模型，而不是分层接入式多端直流输电系统模型，无法满足分层接入式多端直流输电系统仿真的需求。

(2)没有考虑多个换流站的站间协调控制策略。

分层接入式多端直流输电系统的站间协调，是系统安全稳定运行的关键，也是建模的核心环节。现有技术中主要的协调方法为电流裕度法。该方法的基本思想是分层接入式多端直流输电系统任何运行方式均只有一个换流站控制直流电流，其余换流站控制直流电压，须给出电流指令裕度。电流裕度法作为两端直流的协调控制方法，需要根据不同的多端直流结构进行拓展。

为克服现有多端直流输电系统模型的缺点，弥补分层接入式多端直流系统仿真能力的不足，针对现有技术的不足，本发明提出一种直流机电暂态模型，并相应提出站间协调方法，以实现对于含有分层接入式多端直流输电的交直流电网的暂态稳定仿真。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种直流分层接入方式下机电暂态模型及站间协调方法。

本发明提供的技术方案是：所述机电暂态模型包括直流侧电路模型；

所述直流侧电路模型,将直流输电系统的换流器等效为受控电压源串入直流侧网络的末端；

所述直流侧电路模型包括：逆变侧换流器、整流侧换流器和输电线路，用于求取所述逆变侧换流器和整流侧换流器直流电流大小；

所述逆变侧换流器包括第一逆变侧换流器和第二逆变侧换流器；

所述第一逆变侧换流器的电压等级大于第二逆变侧换流器的电压等级。

优选的，所述整流侧换流器的机电暂态模型如下式所示：

U_dr＝U_dr0cosα-dx_rI_dr (1)

式中，U_dr为整流侧换流器的直流侧电压；U_dr0为整流侧理想空载直流电压；α为整流侧换流器触发角；dx_r为整流侧换相电抗；I_dr为整流侧直流电流；

所述U_dr0按下式计算：

U_dr0＝1.35E_r (2)

式中，E_r为整流侧换流变阀测线电压有效值。

优选的，所述逆变侧换流器的机电暂态模型如下式所示：