【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压直流输电暂态稳定性评估领域，具体涉及混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法。本专利技术还涉及基于混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析的直流电压控制策略。
技术介绍
1、当以模块化多电平换流器高压直流输电(mmc－hvdc)为代表的柔性直流工程的馈入落点与己投运的常规电网换相换流器高压直流输电(lcc-hvdc)受端换流站相近时，便构成了混合多馈入直流输电系统。混合多馈入直流输电系统的换流器类型多样、运行工况多变、不同组成单元间耦合特性强的特性，给电网的安全稳定运行以及暂态稳定性提出了新的挑战。
2、以由一条lcc-hvdc和一条mmc-hvdc共同构成的混合双馈入直流输电系统为例组成的混合多馈入直流输电系统作为结合lcc-hvdc和mmc-hvdc技术特点的特殊直流输电拓扑结构。其基本组成单元中电流源和电流源换流器彼此之间存在电气与控制上的紧密耦合联系；并且，lcc-hvdc子系统和mmc-hvdc子系统的运行工况多变、控制组合模式多样，使得两个子系统之间的交互作用变得更为复杂。
3、研究混合双端馈入直流输电系统的暂态稳定性，需要分析电气参数在暂态过程中的变化规律，深入探究失稳机制并据此提出相应的优化方案。这对于确保高压直流输电系统在面对大幅扰动时保持安全稳定运行具有重要的理论和实际意义。因此有必要对电网电压暂降下的混合双端馈入直流输电受端系统的暂态稳定性进行分析。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，本专利技
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，具体按以下步骤实施：
4、步骤1，构建mmc-lcc混合高压直流输电受端电路模型，同时构建lcc-hvdc受端控制模型与mmc-hvdc受端控制模型；
5、步骤2，通过步骤1构建的lcc-hvdc受端控制模型与mmc-hvdc受端控制模型，分析mmc与lcc的输出特性，以等效电流源的形式描述mmc与lcc受端的输出特性并建立mmc-lcc系统的等效网络端口模型，所述等效网络端口结合高压直流输电受端电路模型组成系统简化电路模型，在所述简化电路模型中建立节点电流方程与电压方程；
6、步骤3，通过步骤2中建立的节点电流方程与电压方程分别分析mmc-lcc控制系统公共母线电压的耦合特性，求解在故障发生后的lcc母线电压幅值；
7、步骤4，通过步骤3得到的耦合母线电压幅值以及lcc控制系统，得到在故障时刻的lcc初始状态，并建立电网对称跌落故障下lcc-hvdc的熄弧角动态非线性数学方程；
8、步骤5，利用步骤4得到的熄弧角动态非线性数学方程定量分析暂态过程中系统的演化过程和暂态稳定性，求解保持系统稳定的边界控制参数，并对lcc-hvdc的控制参数进行优化。
9、进一步地，所述高压直流输电受端电路模型具体包括：
10、mmc和lcc并联组成混合高压直流输电受端电路模型，逆变侧包括mmc-hvdc与lcc-hvdc双子系统，双子系统分别通过换流变压器连接两段交流母线，lcc-hvdc子系统连接无功补偿装置，两段交流母线之间通过联络线连接；两段交流母线间分别经过线路阻抗与两组交流电网相连接。
11、进一步地，所述lcc-hvdc受端控制模型具体为所述电路模型逆变侧采用定直流电压控制，其直流电流在整流侧控制下保持不变；所述mmc-hvdc受端控制模型具体为所述电路模型逆变侧采用定有功功率和无功功率控制。
12、进一步地，所述lcc的输出端口网络具体如下式：
13、
14、式中，vdc、vdcref分别表示直流电压、直流电压参考值；ut1为lcc连接的交流母线电压幅值；β，γ为触发超前角与熄弧角；kplcc和kilcc分别为lcc逆变器定直流电压控制中pi控制器的系数；k为变压器变比，rc为lcc的等效换相电阻；idc为直流电流；
15、所述mmc的输出端口网络如下式：
16、
17、式中，pref、qref、p和q分别表示参考有功功率、参考无功功率、mmc输出有功功率与输出无功功率；kp、ki和kppll、kipll分别表示电流内环pi控制器比例系数与积分系数；θpll和ωn分别表示锁相环输出相角与额定频率；idref、iqref和vq分别表示d轴参考电流、q轴参考电流和q轴上的交流母线电压。
18、进一步地，所述步骤2中简化电路模型通过基尔霍夫定理得到的节点电流方程与电压方程，具体如下式：
19、
20、式中，ut2为mmc连接的交流母线电压幅值；θt1，θt2分别为两个交流母线电压的相位角；y11、y12、y21、y22分别为简化电路模型的四个阻抗矩阵系数，θ11、θ12、θ21、θ22分别为各阻抗系数的阻抗角；i1和i2分别为lcc与mmc输出电流幅值；分别为lcc与mmc的功率因数角；x1和x2分别为线路阻抗x1、x2的幅值，vg1和vg2为所连接的交流电网的幅值；θx1和θx2分别线路阻抗x1、x2的相位，j表示相量中的90°旋转因子。
21、进一步地，根据所述步骤2中mmc-lcc控制系统的特性，初始触发超前角具体由下式得到：
22、βor＝βnop-kplcc·vdcref(4)
23、式中，βor，βnop分别为故障初始触发超前角与故障前正常运行时的触发超前角；以所述步骤2中节点电流方程与电压方程结合电网对称暂降发生时的初始触发超前角与初始锁相环输出相角分别求解故障时刻mmc与lcc耦合母线电压幅值，将初始触发超前角与初始锁相环输出相角代入节点电流与电压方程求解故障时刻时mmc-lcc系统的公共交流母线的线电压幅值。
24、进一步地，所述步骤4中电网对称跌落故障下lcc-hvdc的熄弧角动态非线性数学方程具体如下式：
25、
26、基于混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析的直流电压控制策略，采用所述的混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，具体按以下步骤实施：
27、步骤1，结合熄弧角非线性动态方程绘制不同直流电压参考值下的相图曲线，分析lcc-hvdc的定直流电压控制中直流电压的参考值对lcc暂态稳定性的影响；
28本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：
2.根据权利要求1所述的混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，其特征在于，所述高压直流输电受端电路模型具体包括：
3.根据权利要求1所述的混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，其特征在于，所述LCC-HVDC受端控制模型具体为所述电路模型逆变侧采用定直流电压控制，其直流电流在整流侧控制下保持不变；所述MMC-HVDC受端控制模型具体为所述电路模型逆变侧采用定有功功率和无功功率控制。
4.根据权利要求2或3所述的混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，其特征在于，所述LCC的输出端口网络具体如下式：
5.根据权利要求4所述的混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，其特征在于，所述步骤2中简化电路模型通过基尔霍夫定理得到的节点电流方程与电压方程，具体如下式：
6.根据权利要求5所述的混合双端馈入直流输电受端暂态稳定性分析方法，其特征在于，根据所述步骤2中MMC-LCC控制系统的特性，初始触发超前角具体由下式得到：
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