[发明专利]高压直流输电小信号模型建立的方法

权利要求书

1.一种高压直流输电小信号模型建立的方法，其特征在于：

(1)在面向对象及模块化的软件SSAP中建模，每一直流输电工程独立封装成一个模块，和每台同步发电机模型平等地接入系统的总的增广状态方程；

(2)直流输电系统以换流站准稳态方程及直流输电线路微分方程描述，对稳态运行平衡点各电量的增量，建立小信号线性化模型；

(3)直流输电系统主控制系统包括：整流站定电流控制或定功率控制，逆变站定熄弧角γ控制或定电压控制，控制器均以传递函数描述。

2.根据权利要求1所述的高压直流输电小信号模型建立的方法，其特征在于具体实现包括如下步骤：

步骤1：稳态运行时，换流器的交直流两侧电量基本关系式如下：

Vdo=(32/π)BTV]]>

V_d＝V_d0cos(α)-(3/π)X_CI_dB

P＝V_dI_d，

I=(6/π)BTId]]>

其中V为换流母线交流电压；

T为换流变压器匝数比；

B为串联的整流桥数；

X_C为每相的换相电抗，常取换流变压器的短路阻抗；

P、Q、I分别为换流母线注入换流器的交流有功、无功、电流；

V_d，I_d为直流电压、电流；

V_d0为整流桥全导通而空载时输出直流电压，即理想整流电压；

α为整流桥晶闸管的触发角；

θ_V为交流侧电压相位；

θ_I为交流侧电流相位；

将上式在平衡运行点处线性化，得HVDC换流器两端交直流变量的小信号线性关系式，下标x，y分别表示交流侧变量在同步旋转坐标系中的x和y轴分量，式中从a到m各元素都是与交直流系统结构参数和运行参数相关的常数；

ΔIxΔIyΔVd=abcdefghijkmΔIdΔαΔVxΔVy]]>

整流器和逆变器分别建模得到两组线性化代数方程；

步骤2：直流线路的T型等效电路中，R_d、L_d、C_d分别为线路电阻、电感与对地电容的集中参数，其中L_d包括平波电抗器，V_dm为线路中点电压；

直流线路模型的线性化小信号状态方程为

ΔI·drΔV·dmΔI·di=-RdrLdr-1Ldr01Cd0-1Cd01Ldi-RdiLdiΔIdrΔVdmΔIdi+1Ldr0000-1LdiΔVdrΔVdi]]>

ΔIdrΔIdi=100001ΔIdrΔVdmΔIdi+0000ΔVdrΔVdi]]>

其中下标中的r和i分别代表整流侧和逆变侧；

步骤3：直流控制器结构为CIGRE直流基准模型，整流侧采用定电流控制，逆变侧采用定γ角控制，简化后的传递函数，转换为状态空间方程；

步骤4：两侧换流器的代数方程以及直流控制系统和直流线路的动态方程组合成直流输电系统的小信号线性化准稳态模型：

X·0=JAJBJCJDXV]]>

留存状态变量，整理成增广的HVDC系统状态方程如下：

X·=(JA-JBJD-1JC)X=AX]]>

以此状态方程组封装成每个HVDC独立的小信号线性化模型，作为交直流互联电力大系统总体的增广状态方程中的一个子块。