高压直流输电系统换流器的动态相量建模方法

摘要

本发明公开了一种适用于各种运行工况和故障情况下高压直流输电系统换流器的动态相量建模方法。根据换流母线相间电压的一阶动态相量和直流电流零阶动态相量，以及直流控制系统的触发角指令，计算换流器中各换流阀的实际触发角、换相角和换流阀延迟导通角；根据实际触发角、换相角和换流阀延迟导通角来计算三相电压开关函数和三相电流开关函数；由上述三相电压开关函数和三相电流开关函数建立换流器的动态相量模型。该方法可实现交流各种运行工况和故障情况下换流器动态相量模型的建立，降低了计算量，其精度能满足工程应用所需，可应用于各种正常运行工况和故障下交直流混联系统中交流系统动态特性的仿真分析。

主权项

1、一种高压直流输电系统换流器的动态相量建模方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)数据处理：根据已知的换流器交流侧相电压的采样值，计算相应的线电压，并利用现有的离散傅立叶变换，分别计算相电压和线电压的一阶动态相量；(2)计算同步电压相位的偏移：将三个线电压的一阶动态相量转换为α分量和β分量，并分别根据α分量和β分量的幅值和相位，计算直流控制系统同步电压的相位由三个线电压的一阶动态相量的相位，以及计算得到的分别计算同步电压相位的偏移和其中下标ab、bc和ca分别表示上述角度偏移以ab、bc和ca线电压一阶动态相量的相位为基准；(3)计算换流阀延迟导通角和实际触发角：比较已知的直流控制系统给出的触发角指令值和步骤(2)中所计算得到的同步电压相位偏移的大小，计算换流阀延迟导通角θ_ab、θ_bc和θ_ca，以及实际触发角α_ab、α_bc和α_ca，其中下标ab、bc和ca分别表示上述角度对应于ab、bc和ca两相换相；(4)计算换相角：根据已知的换流器直流侧电流的采样值，通过离散傅立叶变换，计算其零阶动态相量；根据步骤(1)中所计算得到的线电压的一阶动态相量和由步骤(3)所得到实际触发角，以及已知的换流变压器等值至阀侧的漏电抗X_r，计算ab、bc和ca两相换相时的换相角μ_ab、μ_bc和μ_ca；(5)计算开关函数的q阶动态相量：由步骤(3)和步骤(4)计算得到的延迟导通角、实际触发角和换相角，分别计算三相电压和三相电流开关函数的q阶动态相量，并由此分别计算正序和负序电压开关函数的q阶动态相量以及正序和负序电流开关函数的q阶动态相量，其中q为任意非零整数；(6)计算换流器交流侧电压的正序和负序分量：根据已知的换流器交流侧三相电压的采样值，通过离散傅立叶变换，计算其(p-q)阶动态相量，其中p为任意整数，q为任意非零整数且q≠p；根据计算所得的交流侧三相电压的(p-q)阶动态相量，计算其正序和负序分量；(7)构造换流器的动态相量模型：根据已知的换流器直流侧电流的采样值，通过离散傅立叶变换，计算换流器直流侧电流的(k-q)阶动态相量，其中k为任意整数且q≠k；根据步骤(5)计算所得的正序和负序电压开关函数的q阶动态相量，以及换流器交流侧三相电压正序和负序分量的(p-q)阶动态相量，计算换流器直流侧电压的p阶动态相量；根据步骤(5)计算所得的正序和负序电流开关函数的q阶动态相量，以及换流器直流侧电流(k-q)阶动态相量，计算换流器交流侧电流正序和负序分量的k阶动态相量。