[发明专利]一种对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析的方法及系统

说明书

本发明公开了一种对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析的方法及系统，方法包括：建立两电平电压源型换流器系统的非线性状态空间模型；在两电平电压源型换流器系统的稳态工作点处，对非线性状态空间模型进行线性化处理，获取考虑交流系统滤波器的非线性状态空间模型；设置直流电压的扰动值；获取非线性状态空间模型在直流电压的扰动值条件下，两电平电压源型换流器系统的状态变量第一波形图；建立两电平电压源型换流器系统的仿真模型，获取状态变量第二波形图；当状态变量第一波形图与状态变量第二波形图的差值小于预设的阈值时，当两电平电压源型换流器系统的非线性状态空间模型作为两电平电压源型换流器系统的确定非线性状态空间模型。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，更具体地，涉及一种对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析的方法及系统。

背景技术

近年来，直流配电网因其在输送容量、可控性、减小线路损耗、以及可再生能源灵活接入等方面相比传统交流配电网具有较大优势，已逐渐成为了未来电力系统中不可缺少的一部分。由于直流配电网的电压等级较低，较典型的中低压直流配电网的电压等级不超过100kV，因此两电平VSC换流器为直流配电网换流站中被广泛使用的设备。作为电力系统能够正常运行的最基本条件之一，小信号稳定性分析已经成为了目前直流技术的关键问题，因此建立准确的两电平VSC的小信号模型，是对系统进行有效小信号稳定性分析的基础，对保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。

相比于高压直流输电系统，直流配电网交流系统的电能质量要求更为严苛。利用PWM调制技术的两电平VSC在运行过程中会向交流系统注入大量的谐波，造成交流侧电压电流波形严重畸变，因此不考虑交流侧滤波电路的小信号模型是不完整的。此外虽然有部分研究表明VSC控制系统中的锁相环控制参数对1稳定性影响较小，但完全忽略锁相环环节，将导致模型忽略了部分状态变量而无法准确反映系统的动态过程。现有技术利用忽略交流系统滤波器或者锁相环的VSC系统小信号模型，无法保证小信号稳定性分析结果的准确性。

因此，需要一种技术，以实现对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析。

发明内容

本发明技术方案提供一种对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析的方法及系统，以解决如何对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种对两电平电压源型换流器系统的状态变量进行分析的方法，所述方法包括：

建立两电平电压源型换流器系统的非线性状态空间模型；所述两电平电压源型换流器系统包括：交流系统、直流系统以及电压源型换流器控制系统；所述非线性状态空间模型包括：交流系统非线性状态空间模型、直流系统非线性状态空间模型以及电压源型换流器控制系统非线性状态空间模型；

在两电平电压源型换流器系统的稳态工作点处，对所述非线性状态空间模型进行线性化处理，获取考虑交流系统滤波器的非线性状态空间模型；

设置直流电压的扰动值；

获取所述非线性状态空间模型在所述直流电压的扰动值条件下，两电平电压源型换流器系统的状态变量第一波形图；

建立两电平电压源型换流器系统的仿真模型，基于所述两电平电压源型换流器系统的仿真模型获取所述直流电压的扰动值条件下，两电平电压源型换流器系统的状态变量第二波形图；

当所述状态变量第一波形图与所述状态变量第二波形图的差值小于预设的阈值时，当两电平电压源型换流器系统的非线性状态空间模型作为两电平电压源型换流器系统的确定非线性状态空间模型；

利用两电平电压源型换流器系统的确定非线性状态空间模型对状态变量进行分析。

优选地，所述直流电压的扰动值的为直流电压的参考值1％。

优选地，建立所述交流系统非线性状态空间模型，包括：