【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力自动化，特别是基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法及系统。
技术介绍
1、随着中国电网中电流源型和电压源型换流器高压直流的电压等级上升、投运容量增大、拓扑结构复杂度提高，大规模电网稳定运行时面临着一系列实际的问题。目前，中国电力系统已形成以机电暂态仿真为主、其他仿真手段为补充的大电网安全稳定仿真技术体系，电力系统安全稳定导则也明确了不同应用场景的建模和仿真要求。随着以电力电子装备为主的直流输电系统接入输电网，已形成大规模交直流互联电网，区别于传统电力系统，直流系统的快速暂态过程与电网特性耦合，交直流互联系统的动态过程更为复杂。在日常进行的大电网调度及安全稳定分析时，需要准确计及直流输电系统暂态特性对电力系统安全稳定性的影响，又要具备大规模电网的高效快速仿真能力，在仿真规模上能够覆盖对应的交直流互联电网，因此形成了电力系统仿真中存在的精度、规模和效率矛盾三角形，亟须分析现有不同建模和仿真方法的技术特点和适用场景，结合实际电网安全稳定分析需求寻求矛盾要素间的平衡。
2、若采用常用的机电-电磁混合仿真方法，则机电暂态中直流模拟精度不高；若全部采用电磁暂态模型，需要配置微秒级的仿真步长，直流控制模型多变且复杂，整体的仿真速度将会非常缓慢，不适应正常的电网调度和安全稳定分析。为此亟须解决大规模交直流互联电网的仿真精度和速度间产生的矛盾，在保证一定精度的前提下，能够对较大规模的交直流互联电网进行机电暂态仿真。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本
2、因此，本专利技术所要解决的问题在于：现有方法在大规模交直流互联电网的仿真中的存在精度和速度间不平衡的矛盾。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法，其包括，依据换流站拓扑结构，令lcc-hvdc系统采用时变动态相量模拟电磁过程，电网其他部分采用机电暂态仿真，针对机电暂态仿真，构建整流侧简化模型和逆变侧简化模型；对整流侧采用定电流控制，逆变侧采用定电压控制，以此构建控制模型，计算仿真步长，对系统进行暂态仿真；利用节点计算方程对暂态仿真进行计算，将计算结果进行偏差动作，根据所求的偏差对模型进行修正。
4、作为本专利技术所述基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法的一种优选方案，其中：所述整流侧简化模型表示为，
5、
6、其中，ud1、id1分别表示为lcc-hvdc整流侧输出直流电压、电流；r1表示为整流侧线路的电阻、电感、电容；l1表示为整流侧线路的电感；c1表示为整流侧线路的电容；uc1、ic1分别表示为整流侧电容上电压和电流；id2表示为逆变侧直流电流；α表示为触发角。
7、作为本专利技术所述基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法的一种优选方案，其中：所述逆变侧简化模型表示为，
8、
9、其中，ud2表示为lcc-hvdc逆变侧直流电压；r表示为连接电阻；ul2、il2分别表示为lcc-hvdc逆变侧输出交流电压、电流；r2表示为逆变侧线路的电阻、电感、电容；l2表示为逆变侧交流线路的电感；c2表示为逆变侧交流线路的电容；uc1、ic1分别表示为逆变交流侧电容上电压和电流；i表示为逆变侧交流输出电流；β表示为逆变角。
10、作为本专利技术所述基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法的一种优选方案，其中：所述控制模型表示为，
11、
12、其中，kp1、ki1表示为整流侧定电流控制的pi控制参数；kp2、ki2表示为逆变侧定电压控制的pi控制参数；idref、udref分别表示为整流侧电流控制参考值和逆变侧定电压控制参考值，s表示为微分算子；所述仿真步长包括，对于lcc-hvdc系统，在电网额定周期中三相分别导通，在各相导通期间，需要包含至少2个仿真步长，lcc-hvdc仿真速率计算公式表示为，
13、
14、其中，tn分别表示为n次谐波的lcc-hvdc模型仿真的最小步长，n＝1时为基波；te表示为lcc-hvdc控制系统的控制周期。
15、作为本专利技术所述基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法的一种优选方案，其中：所述节点计算方程包括，对电力系统中阻抗、电机、负载动态元件的微分方程进行差分化，得到代数形式的差分方程组，进而得到等效导纳与电流源并联的诺顿等效电路，将各个离散时间点上的暂态等值计算网络进行表征，联立电路的差分方程组得到节点计算方程表示为，
16、gu(t)＝i(t)
17、其中，u(t)表示额我t时刻各节点电压；g表示为等值网络的节点电导矩阵；i(t)表示为各节点注入电流。
18、作为本专利技术所述基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法的一种优选方案，其中：所述偏差包括，将仿真出的结果形成向量存储，并在同种工况下多次仿真形成向量ki，i∈0～n，i表示为第几次仿真，n表示为仿真总次数；
19、每次取ki和ki+1，令其做差记为：ki+1-ki，得到偏差向量ej，当i+1＝n时结束做差动作，对所有的偏差向量分别取模得到|ej|，将所有取模后的偏差向量做均值处理最终得到偏差j表示为做差次数；所述向量ki表示为，
20、
21、将与预设值δ进行比较，当小于等于δ时则输出仿真模型及仿真参数；当大于δ时则计算与δ的倍数关系，根据不同的倍数关系进行相应的调节，调节后再次仿真，直至小于等于δ后停止仿真，出并输出仿真模型及仿真参数。
22、作为本专利技术所述基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法的一种优选方案，其中：所述根据不同的倍数关系进行相应的调节包括，当时，减小参数精度，并重新定义物理量的初始值、系统的起始状态和环境条件，并记录所有初始参数，对初始参数进行调节，保证初始参数与减小参数精度前的初始参数之间的偏差满足裕度要求，并且保证状态条件在每次仿真开始时均能重复复现；将初始参数分别映射至不同的环境条件中，对映射后的参数进行修正，使初始参数数值在不同的计算环境中是一致的，并且统一在不同环境下数值存储格式与精度，减小由于数据处理造成的微小误差；当时，在仿真开始时设定一个固定的随机种子，随机种子用于初始化随机数生成过程的初始值，在lcc-hvdc系统的时变动态相量模拟电磁仿真和其他部分的机电暂态仿真中，均采用同一个固定的随机种子，保证随机数序列将是可预测和可复现的；在仿真过程中所有使用随机数的部分同样均采用同一个固定的随机种子，减少非确定性的随机过程；当时，采用下降梯度法依次减小仿真时间步长，增大仿真精度，使lcc-hvdc系统的时变动态相量模拟电磁仿真和其他部分的机电暂态仿真的线程，保持一致的方式访问和一致的修改共享数据，调节线程间的执行顺序，更改竞争条件使仿真时不会死锁，最后使用多种不同的线程进程配置来验证仿真的一致性，直到在不同的并行环境下都能得到相同的结果时，结束流程。
23、本专利技术的另外一个目的是本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述整流侧简化模型表示为，
3.如权利要求2所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述逆变侧简化模型表示为，
4.如权利要求3所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述控制模型表示为，
5.如权利要求4所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述节点计算方程包括，对电力系统中阻抗、电机、负载动态元件的微分方程进行差分化，得到代数形式的差分方程组，进而得到等效导纳与电流源并联的诺顿等效电路，将各个离散时间点上的暂态等值计算网络进行表征，联立电路的差分方程组得到节点计算方程表示为，
6.如权利要求5所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述偏差包括，将仿真出的结果形成向量存储，并在同种工况下多次仿真形成向量Ki，i∈0～n，i表示为第几次仿真，n表示为仿真总次数；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法的系统，其特征在于：包括模型构建模块、控制模块和修正模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于LCC-HVDC的多速率机电暂态仿真方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述整流侧简化模型表示为，
3.如权利要求2所述的基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述逆变侧简化模型表示为，
4.如权利要求3所述的基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述控制模型表示为，
5.如权利要求4所述的基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方法，其特征在于：所述节点计算方程包括，对电力系统中阻抗、电机、负载动态元件的微分方程进行差分化，得到代数形式的差分方程组，进而得到等效导纳与电流源并联的诺顿等效电路，将各个离散时间点上的暂态等值计算网络进行表征，联立电路的差分方程组得到节点计算方程表示为，
6.如权利要求5所述的基于lcc-hvdc的多速率机电暂态仿真方...
【专利技术属性】
技术研发人员：路学刚，黄伟，卢欣辰，董诗焘，张丹，胡斌，王珍意，叶华，戈本星，史文博，文兆新，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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