柔性直流机电暂态建模方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种柔性直流机电暂态建模方法、装置、设备及可读存储介质，本申请可以将柔性直流输电系统接入交流系统，可以用柔性直流输电系统的换流母线目标电压值、d轴和q轴电流参考值计算柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值，最大限度保证柔性直流输电系统的换流母线的电压维持在目标值，提升柔性直流机电暂态仿真的数值稳定性；同时还可以根据柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值和换流母线电压实际值计算柔性直流输电系统的换流器输出的电流，并对柔性直流输电系统的换流器输出的电流进行越限判断和处理，确保柔性直流输电系统的换流器开关器件不过流，有利于提高设备的安全性和柔性直流机电暂态建模的稳定性。建模的稳定性。建模的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
柔性直流机电暂态建模方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本申请涉及直流输电
，尤其涉及一种柔性直流机电暂态建模方法、装置、设备及可读存储介质。

技术介绍

[0002]柔性直流输电技术的一个突出优势是可以实现无源逆变，为接入系统建立稳定的电压，柔性直流输电技术包括两类重要的应用场景：一是向无源网络供电，比如通过柔性直流输电系统向城市中心区或海岛供电，二是将由风电、光伏等电力电子接入电压通过柔性直流输电系统送出接入电网。
[0003]柔性直流输电系统一般采用直接电流控制，包括外环控制器和内环控制器。在将柔性直流输电系统接入有源网络时，柔性直流输电系统外环控制器的控制目标为柔性直流输电系统的有功功率、直流电压、无功功率、交流电压等，得到d轴和q轴电流参考值。在得到d轴和q轴电流参考值之后，柔性直流输电系统的内环控制器可以根据d轴和q轴电流参考值和实际值的之间的差别，控制得到柔性直流输电系统的阀侧电压。为了更好地研究大规模新能源经柔性直流输电系统送出技术，需要针对大规模新能源经柔性直流输电系统送出技术进行建模仿真研究。
[0004]现有接入有源网络的柔性直流机电暂态建模方法，将柔性直流输电系统作为电流源接入交流网络，没有考虑柔性直流输电系统的换流变压器阻抗等因素；或者考虑将柔性直流输电系统作为电压源串联换流变压器阻抗接入交流网络。在应用于柔性直流输电系统接入有源网络或柔性直流输电系统为纯电阻供电等情况时，基本可以反映柔性直流输电系统的动态过程，但是在应用于大规模新能源等经柔性直流输电系统送出场景时，现有建模方程存在严重的数值稳定性问题，不能用于大规模新能源经柔性直流输电系统送出的建模仿真。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，有鉴于此，本申请提供了一种柔性直流机电暂态建模方法、装置、设备及可读存储介质，用于解决现有技术中建模方程存在严重的数值稳定性问题，不能用于大规模新能源经柔性直流输电系统送出的建模仿真的技术缺陷。
[0006]一种柔性直流机电暂态建模方法，包括：
[0007]将柔性直流输电系统接入交流系统；
[0008]依据所述交流系统的节点电压列向量，确定所述柔性直流输电系统的换流母线的第一电压；
[0009]将所述第一电压发送给所述柔性直流输电系统；
[0010]依据预设的外环控制器模型，计算所述柔性直流输电系统的控制电流参考值；
[0011]依据所述柔性直流输电系统的控制电流参考值以及预设的换流母线的目标电压，
确定所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值，其中，所述预设的目标电压包括预设的换流母线的目标控制电压的d轴分量和q轴的分量，预设的换流母线的目标控制电压q轴的分量为0；
[0012]依据所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值以及所述第一电压，确定所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压；
[0013]依据所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压，计算所述柔性直流输电系统中的等效电流源。
[0014]优选地，所述依据所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值以及所述第一电压，确定所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压，包括：
[0015]依据所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值以及所述第一电压，确定所述柔性直流输电系统的换流器的第一目标电流；
[0016]判断所述第一目标电流是否超过预设的第一阈值；
[0017]若所述第一目标电流超过预设的第一阈值，则将所述第一目标电流设置为第二目标电流，其中，所述第二目标电流依据所述预设的第一阈值设置；
[0018]依据所述第二目标电流，确定所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压。
[0019]优选地，所述预设的外环控制器模型创建过程，包括：
[0020]依据预设的外环控制策略，创建外环控制器模型，其中，所述预设的外环控制策略为：
[0021]以换流母线的电压的参考值和电压实际值作为输入信号；
[0022]以换流母线的电压d轴分量参考值和q轴分量的参考值分别与换流母线的电压d轴分量实际值和q轴分量的实际值分别作差，得到换流母线的电压参考值与电压实际值之间的差值；
[0023]将所得到的换流母线的电压参考值与电压实际值之间的差值经过PI控制器，得到柔性直流输电系统的控制电流参考值，其中，柔性直流输电系统的控制电流参考值包括d轴和q轴电流参考值。
[0024]优选地，该方法还包括：
[0025]依据所述等效电流源以及所述柔性直流输电系统的换流变电抗，调整所述交流系统的节点电压列向量。
[0026]优选地，所述将柔性直流输电系统接入交流系统，包括：
[0027]利用诺顿等值电路或戴维南等效电路将所述柔性直流输电系统接入所述交流系统，其中，所述诺顿等值电路或戴维南等效电路包括等效电流源。
[0028]优选地，在所述依据所述交流系统的节点电压列向量，确定所述柔性直流输电系统的换流母线的第一电压之前，该方法还包括：
[0029]计算所述交流系统的节点电压列向量；
[0030]所述交流系统的节点电压列向量的计算公式如下：
[0031][0032]其中，
[0033]V表示所述交流系统的节点电压列向量；
[0034]Y表示所述交流系统的节点导纳矩阵；
[0035]I表示所述交流系统的节点电流列向量。
[0036]优选地，所述依据所述柔性直流输电系统的控制电流参考值以及预设的换流母线的目标电压，确定所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值的计算公式，包括：
[0037]U
dref
+jU
qref
＝(U
sdref
+jU
sqref
)+(I
dref
+jI
qref
)*(R+jX)
[0038]其中，
[0039]以电流从柔性直流输电系统的换流器流向换流母线的方向为正；
[0040]U
dref
表示柔性直流输电系统的换流变压器阀侧电压的d轴参考值；
[0041]U
qref
表示柔性直流输电系统的换流变压器阀侧电压的q轴参考值；
[0042]R表示柔性直流输电系统的换流变压器的电阻；
[0043]X表示柔性直流输电系统的换流变压器的电抗；
[0044]U
sdref
表示柔性直流输电系统的换流母线电压d轴参考值；
[0045]U
sqref
表示柔性直流输电系统的换流母线电压q轴参考值；
[0046]I
dref
表示柔性直流输电系统的控制电流d轴参考值；
[0047]I
qref
表示柔性直流输电系统的控制电流q轴参考值。
[0048]一种柔性直流机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流机电暂态建模方法，其特征在于，包括：将柔性直流输电系统接入交流系统；依据所述交流系统的节点电压列向量，确定所述柔性直流输电系统的换流母线的第一电压；将所述第一电压发送给所述柔性直流输电系统；依据预设的外环控制器模型，计算所述柔性直流输电系统的控制电流参考值；依据所述柔性直流输电系统的控制电流参考值以及预设的换流母线的目标电压，确定所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值，其中，所述预设的目标电压包括预设的换流母线的目标控制电压的d轴分量和q轴的分量，预设的换流母线的目标控制电压q轴的分量为0；依据所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值以及所述第一电压，确定所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压；依据所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压，计算所述柔性直流输电系统中的等效电流源。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值以及所述第一电压，确定所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压，包括：依据所述柔性直流输电系统的换流变压器的阀侧电压参考值以及所述第一电压，确定所述柔性直流输电系统的换流器的第一目标电流；判断所述第一目标电流是否超过预设的第一阈值；若所述第一目标电流超过预设的第一阈值，则将所述第一目标电流设置为第二目标电流，其中，所述第二目标电流依据所述预设的第一阈值设置；依据所述第二目标电流，确定所述柔性直流输电系统的换流器的实际阀侧电压。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的外环控制器模型创建过程，包括：依据预设的外环控制策略，创建外环控制器模型；其中，所述预设的外环控制策略为：以换流母线的电压的参考值和电压实际值作为输入信号；以换流母线的电压d轴分量参考值和q轴分量的参考值分别与换流母线的电压d轴分量实际值和q轴分量的实际值分别作差，得到换流母线的电压参考值与电压实际值之间的差值；将所得到的换流母线的电压参考值与电压实际值之间的差值经过PI控制器，得到柔性直流输电系统的控制电流参考值，其中，柔性直流输电系统的控制电流参考值包括d轴和q轴电流参考值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：依据所述等效电流源以及所述柔性直流输电系统的换流变电抗，调整所述交流系统的节点电压列向量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将柔性直流输电系统接入交流系统，包括：
利用诺顿等值电路或戴维南等效电路将所述柔性直流输电系统接入所述交流系统，其中，所述诺顿等值电路或戴维南等效电路包括等效电流源。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述依据所述交流系统的节点电压列向量，确定所述柔性直流输电系统的换流母线的第一电压之前，该方法还包括：计算所述交流系统的节点电压列向量；所述交流系统的节点电压列向量的计算公式如下：其中，V表示所述交流系统的节点电压列向量；Y表示所述交流系统的节点导纳矩阵；I表示所述交流系统的节点电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵利刚，苏寅生，甄鸿越，姚海成，王长香，李豹，周挺辉，高琴，黄冠标，吴小珊，徐原，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：