[发明专利]考虑换流器控制的柔性直流电网短路电流计算方法及系统

权利要求书

1.考虑换流器控制的柔性直流电网短路电流计算方法，其特征是，包括：

将换流站等效为一个受控电流与一个RLC串联支路的并联，将直流电网输电线路用集中参数模型表示，建立短路时柔性直流电网的简化等效电路；

采用伴随电路法对所建立的等效电路进行求解，得到柔性直流电网短路时的支路电流；

所述受控电流i_s表示为：

其中，U_dc是直流电压，P_dc是直流功率；

在计算受控电流时，忽略调制环节、内环控制器和模块化多电平换流器的动态特性，设定换流器输出电流和内环电流参考值相同；在控制回路的dq变换中，采用的是理想PLL，设定d轴始终跟踪交流系统，Usq＝0；

对于定直流电压控制换流站，短路电流计算时换流器的直流功率等于d轴电压与d轴内环电流参考值的乘积，具体为：

忽略换流器的损耗，换流器的直流功率P_dc与交流功率P_s相等；

P_dc＝P_s

P_s＝1.5(U_sdi_sd+U_sqi_sq)

其中，在控制回路的dq变换中，U_sd、U_sq分别是d轴和q轴的电压，i_sd、i_sq分别是d轴和q轴的输出电流；因为U_sq＝0，所以P_s表示为：

P_s＝1.5U_sdi_sd＝1.5U_sdi_sdref

i_sdref＝k_up(U_dc-U_dcref)+k_ui∫(U_dc-U_dcref)dt

其中，在控制回路的dq变换中，i_sdref、i_sqref分别是d轴和q轴的内环电流参考值，k_up、k_ui分别为定直流电压控制换流站外环控制器的比例系数和积分系数，U_dcref是定直流电压控制换流站外环控制器的参考电压；

对于定有功功率控制换流站，由于比例积分控制器的作用，在短路电流计算时，P_dc与交流有功功率参考值相等，具体为：

P_s＝P_sref

其中：P_sref是换流站的参考功率。

2.如权利要求1所述的考虑换流器控制的柔性直流电网短路电流计算方法，其特征是，直流网络的等效电路分为三层：正极层、DMR层和负极层，在建立柔性直流电网短路后等效电路的过程中，直流电网中的线路采用Π形等效电路表示，若线路为架空线，将Π形等效电路中的电容看作是0，也就是等效成一个RL支路；

在建立柔性直流电网短路后等效电路的过程中，不与换流器直接相连的中间节点看作为没有RLC支路连接的换流站。

3.如权利要求1所述的考虑换流器控制的柔性直流电网短路电流计算方法，其特征是，采用伴随电路法对所建立的等效电路进行求解，具体步骤为：

对柔性直流电网等效电路中的各元件动态方程进行差分化得到其伴随电路，进而得到整个柔性直流电网的伴随电路模型；

根据柔性直流电网的伴随电路模型，建立柔性直流电网伴随电路的节点电压方程；

建立伴随电路的节点电压方程并进行求解，得到直流电网短路时的支路电流和节点电压。

4.如权利要求3所述的考虑换流器控制的柔性直流电网短路电流计算方法，其特征是，采用后退欧拉法或者隐式梯形法方法对等效电路中各元件的动态方程差分化，得到各支路的诺顿等效电路；

根据所得到的支路诺顿等效电路，建立柔性直流电网的伴随电路，并由该等效电路得到网络的节点电压方程。