[发明专利]一种基于滤波器的电磁暂态仿真方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于滤波器的电磁暂态仿真方法及系统，包括：通过一组仿真滤波器电路模拟与所述仿真滤波器电路同类的多组LCC换流站交流滤波器，以及采用参数置位法模拟所述LCC换流站交流滤波器的投切操作；其中，参数置位法为滤波器电路的电磁暂态等值计算电路实时修正历史电流源的方法。将实际LCC换流站的十几组交流滤波器按类型压缩为若干类在电磁暂态程序中模拟，大幅度压缩了直流输电电磁模型的电气节点数量和元件数目，加速了仿真模型，同时不损失滤波器滤波效果和投切动态过程的仿真精度，具有很好的实用推广价值。

技术领域

本发明属于电力系统电磁暂态分析技术领域，具体涉及一种基于滤波器的电磁暂态仿真方法及系统。

背景技术

在高压直流输电中，LCC换流站的组成结构决定了其会产生大量的特征谐波，并产生较多的无功需求，此外，由于运行情况不理想，除换流器所产生特征谐波外，实际运行中电网中还含有一些非特征谐波。为滤除这些谐波，以及补偿一定的无功，换流站需针对各次主要谐波分别设置多类多组滤波器，以便按需投切。这些滤波器一般选用无源滤波器，由RLC器件组成，故而会有较多的储能器件。

目前，这些滤波器在仿真工程中的建模是通过开关和RLC实现，具体模拟每组每个滤波器的状态。在仿真计算时就体现在需要相应的节点，大幅增加了导纳矩阵阶数，提高了运算量，不利于仿真的快速运行。此外，每次投切过程都会导致网络拓扑的改变，需在仿真过程中都需要重新建立一次网络方程，运算效率受到限制。这些都不利于仿真实时性的实现。

发明内容

为了解决上述现有技术中的计算复杂和大量冗余造成的仿真运行缓慢，本发明提出一种LCC换流站交流滤波器的电磁暂态无损压缩加速仿真的方法，将实际LCC换流站的多组交流滤波器按类型压缩为若干类在电磁暂态程序中模拟，大幅度压缩了直流输电电磁模型的电气节点数量和元件数目，加速了仿真模型，同时不损失滤波器滤波效果和投切动态过程的仿真精度，具有很好的实用推广价值。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于滤波器的电磁暂态仿真方法，所述方法包括：

通过一组仿真滤波器电路模拟与所述仿真滤波器电路同类的多组LCC换流站交流滤波器，以及采用参数置位法模拟所述LCC换流站交流滤波器的投切操作；

所述参数置位法包括：滤波器电路的电磁暂态等值计算电路实时修正历史电流源的方法。

优选的，所述同类的多组LCC换流站交流滤波器是接于同一LCC站中的多个电路结构、参数相同的滤波器组。

优选的，所述通过一组仿真滤波器电路模拟与所述仿真滤波器电路同类的多组LCC换流站交流滤波器，包括：

根据同一类型LCC换流站交流滤波器的输入量和输出量，定义相应的传递函数；

根据所述传递函数，确定多组LCC换流站交流滤波器的等效电路；

其中，所述同一类型滤波器的输入量和输出量分别为母线电压和电流。

进一步地，所述根据同一类型LCC换流站交流滤波器的输入量和输出量，定义相应的传递函数包括：

通过下式确定初始状态下，投入某一类型的一组LCC换流站交流滤波器的传递函数：

通过下式确定投入两组LCC换流站交流滤波器的传递函数：

通过下式确定投入N组LCC换流站交流滤波器的传递函数：

G_N(s)＝NG₁(s)，(N＝1，2，3，…)