[发明专利]一种逆变换流器小干扰建模方法

说明书

本发明提供了一种逆变换流器小干扰建模方法。本发明通过建立换流器交流侧电压与直流电压的关系，建立向换流器注入的直流有功功率、无功功率与电压、电流的关系，计算流器交流侧线电压两自然换相点之间的角度与π的差值，修正换流器内部的角度关系与关断角的表达式，将逆变换流器的状态空间模型进行线性化得到考虑电压变化影响的逆变换流器小干扰模型。本发明建立的小干扰模型能够精确描述逆变换流器遭受小干扰后的暂态过程，模型精度更高。

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，具体涉及一种逆变换流器小干扰建模方法。

背景技术

高压直流输电技术(high voltage direct current，HVDC)在我国快速发展，对系统的稳定运行提出了更高要求。小干扰稳定性分析是在系统的稳定运行点附近通过线性化的方式建立起小干扰模型，分析系统在受到小扰动条件下保持稳定运行的能力，已成为研究系统稳定性重要的分析方法。小干扰模型是进行系统小干扰稳定性分析的基础，建立起准确的小干扰模型，系统稳定机理的研究有重要意义。

目前已有的小干扰模型的建立前提是认为系统在遭受小干扰后，换流器中各量之间的关系和受干扰前一致。这种假设可以有效降低换流器建模的复杂程度，但会在一定程度上降低模型精度。尤其是根据换流器工作原理，在遭受小干扰后，作用在换流器的网侧电压可能会发生变化，从而影响换相过程中各角度之间的关系，使小干扰模型出现误差。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种逆变换流器小干扰建模方法。为实现本发明的目的，本发明的技术方案如下。

一种逆变换流器小干扰建模方法包括：

建立逆变换流器的交流侧电压与直流电压的关系；

建立向换流器注入的直流有功功率、无功功率与电压、电流的关系；

计算换流器交流侧线电压自然换相点之间的角度与π的差值；其中，π的取值为圆周率；

建立换流器中的角度关系并计算关断角；

建立逆变换流器的状态空间模型，并将逆变换流器的状态空间模型线性化得到逆变换流器小干扰模型。

优选的，逆变换流器的交流侧电压与直流电压的关系为式一(1)，

式中，V_di为逆变换流器出口的直流电压；n为换流器串联换流桥数；k_i为换流变压器变比；E_aci为换流器交流换流母线电压有效值；γ为逆变侧关断角；X_ci为换流变压器的等效换相电抗；I_di为逆变侧直流线路电流。

优选的，向换流器注入的直流有功功率、无功功率与电压、电流的关系为式二(2)，

式中，P_di、Q_di分别为逆变侧交流电网向换流站注入的有功、无功功率，且均以流出换流站为正方向。

优选的，采用式三(3)计算换流器交流侧线电压自然换相点之间的角度与π的差值，

θ_π＝θ_ac-θ_ace^-sT/2 (3)

式中，θ_π为换流器交流侧线电压自然换相点之间的角度与π的差值，θ_ac为换流站网侧母线电压相角，e为自然对数的底数，T为电压周期；s为复变量。

优选的，变换流器内部的角度关系和关断角的表达式为式四(4)：