[发明专利]一种评估柔性直流输电系统稳定性的方法及系统

说明书

本发明公开一种评估柔性直流输电系统稳定性的方法及系统。方法包括：根据基尔霍夫定律建立线性化交流系统模型；根据柔性直流输电系统的期望传输功率及实际传输功率的差值，或期望电压及实际电压的差值建立线性化电压控制器模型；根据外环电压控制器的输出及换流器交流侧的电流确定内环电流控制器的模型；根据交流系统与柔性直流输电系统的公共连接点的电压建立线性化锁相环模型；结合线性化交流系统模型、线性化电压控制器模型、内环电流控制器的模型及线性化锁相环模型建立降阶模型；计算降阶模型的特征根；根据特征根评估柔性直流输电系统的稳定性。本发明的方法及系统建立的模型为降阶模型，可根据其特征根解析式确定影响系统稳定性的因素。

技术领域

本发明涉及直流输电领域，特别是涉及一种评估柔性直流输电系统稳定性的方法及系统。

背景技术

柔性直流输电系统中的换流器为电压源换流器(VSC)，通过调节换流器输出电压的幅值及换流器输出电压与系统电压之间的功角差，可以实现独立调节有功功率和无功功率。对于多端柔性直流系统(voltage sourced converterbased multi-terminalhighvoltage direct current，VSC-MTDC)来说，换流器通常采用电流矢量双环控制，内环为电流控制环路，外环是电压或功率控制环路。

现有的用于分析柔性直流输电系统的小信号模型为高阶模型，其特征矩阵也具有高阶性，无法确定特征根的解析表达式，只能采用根轨迹分析方法分析影响系统稳定性的因素。由于现有的小信号模型为高阶模型，因此根轨迹分析方法只能确定影响系统稳定性的因素，但是无法确定各因素变化对系统稳定性影响的程度，而且其确定的众多影响因素中还包含大量对系统稳定性影响较小的因素。因此，如何建立柔性直流输电系统的降阶模型成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种评估柔性直流输电系统稳定性的方法及系统，所述方法及系统建立的柔性直流输电系统的模型为降阶模型，可根据降阶模型的特征根解析式确定影响系统稳定性的因素。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种评估柔性直流输电系统稳定性的方法，所述柔性直流输电系统与交流系统连接，所述柔性直流输电系统包括：换流器、内环电流控制器、外环电压控制器、锁相环控制器和直流线路，其中，所述外环电压控制器与所述内环电流控制器连接，所述内环电流控制器和所述锁相环控制器均与所述换流器连接；所述方法包括：

根据基尔霍夫定律建立所述交流系统的模型并进行线性化，获得线性化交流系统模型；

根据所述柔性直流输电系统的期望传输功率及实际传输功率的差值，或根据所述柔性直流输电系统的期望电压及实际电压的差值建立所述外环电压控制器的模型并进行线性化，获得线性化电压控制器模型；

根据所述外环电压控制器的输出及所述换流器交流侧的电流确定所述内环电流控制器的模型，所述内环电流控制器的模型为受控电流源；

根据所述交流系统与所述柔性直流输电系统的公共连接点的电压建立所述锁相环控制器的模型并进行线性化，获得线性化锁相环模型；

结合所述线性化交流系统模型、所述线性化电压控制器模型、所述内环电流控制器的模型及所述线性化锁相环模型建立所述柔性直流输电系统的降阶模型；

计算所述降阶模型的特征根；

根据所述特征根评估所述柔性直流输电系统的稳定性。

可选的，其特征在于，所述计算所述降阶模型的特征根之前还包括：

根据所述柔性直流输电系统的交流短路比确定所述柔性直流输电系统是否为弱系统；

若是，去除所述降阶模型中的有功功率分量，获得降阶后的降阶模型；