本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)仿真技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法。
背景技術(shù):
多端直流輸電系統(tǒng)是指含有多個整流站和/或多個逆變站的直流輸電系統(tǒng),與兩端直流輸電系統(tǒng)相比,多端直流輸電系統(tǒng)運行更為靈活,經(jīng)濟性更好。
根據(jù)整流站和逆變站中換流器類型的不同,多端直流輸電系統(tǒng)可以分為多端常規(guī)直流輸電系統(tǒng)、多端柔性直流輸電系統(tǒng)和多端混合直流輸電系統(tǒng),其中,多端常規(guī)直流輸電系統(tǒng)的整流站和逆變站中的換流器均為lcc型換流器(linecommutatedconverter,電網(wǎng)換相換流器),多端柔性直流輸電系統(tǒng)的整流站和逆變站中的換流器均為vsc型換流器(voltagesourceconverter,電壓源換流器),多端混合直流輸電系統(tǒng)的整流站和逆變站中的換流器既有l(wèi)cc型換流器,也有vsc型換流器,與多端常規(guī)直流輸電系統(tǒng)和多端柔性直流輸電系統(tǒng)相比,多端混合直流輸電系統(tǒng)將lcc型換流器和vsc型換流器結(jié)合使用,可以提高直流輸電系統(tǒng)的運行性能,實現(xiàn)更大規(guī)模、更遠距離和更穩(wěn)定可靠的直流輸電,因此,現(xiàn)有電網(wǎng)中通常使用多端混合直流輸電系統(tǒng)進行輸電。
目前,通常使用機電暫態(tài)仿真來模擬多端直流輸電系統(tǒng)的運行情況,以分析多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性,然而,現(xiàn)有的機電暫態(tài)仿真方法只適用于多端常規(guī)直流輸電系統(tǒng)和多端柔性直流輸電系統(tǒng),并不適用于多端混合直流輸電系統(tǒng),導致不能準確分析出多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法,用于模擬多端混合直流輸電系統(tǒng)的運行情況,從而準確分析出多端混合直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性。
為達到上述目的,本發(fā)明提供一種多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法,采用如下技術(shù)方案:
該多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法包括:
獲取多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路;
根據(jù)所述多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,獲得所述多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y,以及由所述多端混合直流系統(tǒng)中各換流站的注入電流值組成的列向量i;
根據(jù)所述多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由各所述換流站的注入電流值組成的列向量i,獲取由各所述換流站的直流電壓值組成的列向量v,其中,yv=i;
根據(jù)由各所述換流站的注入電流值組成的列向量i和由各所述換流站的直流電壓值組成的列向量v,獲得所述多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真結(jié)果。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法具有以下有益效果:
在本發(fā)明提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法中,在獲取了多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,以及通過該多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,獲得了多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由多端混合直流系統(tǒng)中各換流站的注入電流值組成的列向量i之后,能夠根據(jù)多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y、由多端混合直流系統(tǒng)中各換流站的注入電流值組成的列向量i,以及由各換流站的直流電壓值組成的列向量v之間的關(guān)系式:yv=i,獲得由各換流站的直流電壓值組成的列向量v,最后,根據(jù)由各換流站的注入電流值組成的列向量i和由各換流站的直流電壓值組成的列向量v,即可獲得多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真結(jié)果,從而使得工作人員在分析多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性時,就能夠根據(jù)該仿真結(jié)果,準確地分析出多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法的流程圖;
圖2為本發(fā)明實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)中常規(guī)直流換流站的等效電路圖;
圖3為本發(fā)明實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)中柔性直流換流站的等效電路圖;
圖4為本發(fā)明實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)中直流線路的等效電路圖;
圖5為本發(fā)明實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為本發(fā)明實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路圖。
附圖標記說明:
1—整流站,2—第一逆變站,3—第二逆變站,
l1—第一條直流線路,l2—第二條直流線路。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示,本發(fā)明實施例提供一種多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法,包括:
步驟s1、獲取多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路。示例性地,上述步驟s1中,可根據(jù)待仿真的多端混合直流輸電系統(tǒng)中常規(guī)直流換流站的個數(shù)、柔性直流換流站的個數(shù)以及直流線路的條數(shù),構(gòu)建多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,該等效電路的構(gòu)建方法與現(xiàn)有的多端常規(guī)直流輸電系統(tǒng)和多端柔性直流輸電系統(tǒng)的等效電路構(gòu)建方法相同,本領(lǐng)域技術(shù)人員可參照現(xiàn)有的直流輸電系統(tǒng)的等效電路構(gòu)建方法進行構(gòu)建。
步驟s2、根據(jù)多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,獲得多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y,以及由多端混合直流系統(tǒng)中各換流站的注入電流值組成的列向量i。
步驟s3、根據(jù)多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由各換流站的注入電流值組成的列向量i,獲取由各換流站的直流電壓值組成的列向量v,其中,yv=i。
步驟s4、根據(jù)由各換流站的注入電流值組成的列向量i和由各換流站的直流電壓值組成的列向量v,獲得多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真結(jié)果。
在本實施例提供的多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法中,在獲取了多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,通過該多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,獲得了多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由多端混合直流系統(tǒng)中各換流站的注入電流值組成的列向量i之后,就能夠根據(jù)多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y、由多端混合直流系統(tǒng)中各換流站的注入電流值組成的列向量i,以及由各換流站的直流電壓值組成的列向量v之間的關(guān)系式:yv=i,獲得由各換流站的直流電壓值組成的列向量v,最后,根據(jù)由各換流站的注入電流值組成的列向量i和由各換流站的直流電壓值組成的列向量v,即可獲得多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真結(jié)果,從而使得工作人員在分析多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性時,就能夠根據(jù)該仿真結(jié)果,準確地分析出多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性。
示例性地,多端混合直流輸電系統(tǒng)可包括n個常規(guī)直流換流站,m個柔性直流換流站和l條直流線路,其中,n、m和l均為大于或等于1的整數(shù),則上述步驟s1中,獲取多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路的步驟可包括:
步驟s11、分別獲取n個常規(guī)直流換流站的等效電路。
示例性地,如圖2所示,每個常規(guī)直流換流站的等效電路可由常規(guī)直流換流站的等效恒定電流源與常規(guī)直流換流站的等效恒定電阻并聯(lián)形成。
步驟s12、分別獲取m個柔性直流換流站的等效電路。
示例性地,如圖3所示,每個柔性直流換流站的等效電路可由柔性直流換流站的等效受控電流源與柔性直流換流站的等效恒定電阻并聯(lián)形成。
步驟s13、分別獲取l個直流線路的等效電路。
示例性地,如圖4所示,每個直流線路的等效電路可由直流線路的等效受控電流源與直流線路的等效恒定電阻并聯(lián)形成。
步驟s14、根據(jù)n個常規(guī)直流換流站的等效電路、m個柔性直流換流站的等效電路和l個直流線路的等效電路,獲得多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路。
示例性地,按照待模擬的多端混合直流輸電系統(tǒng)中,常規(guī)直流換流站、柔性直流換流站和直流線路的具體連接關(guān)系,連接上述常規(guī)直流換流站的等效電路、柔性直流換流站的等效電路和直流線路的等效電路,即可獲得待模擬的多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路。
示例性地,當常規(guī)直流換流站的等效電路由常規(guī)直流換流站的等效恒定電流源與常規(guī)直流換流站的等效恒定電阻并聯(lián)形成時:
常規(guī)直流換流站的等效恒定電流源的值可設(shè)定為ieq-lcc,
示例性地,當柔性直流換流站的等效電路由柔性直流換流站的等效受控電流源與柔性直流換流站的等效恒定電阻并聯(lián)形成時:
柔性直流換流站的等效受控電流源的值可設(shè)定為ieq-vsc,
示例性地,當直流線路的等效電路由直流線路的等效受控電流源與直流線路的等效恒定電阻并聯(lián)形成時:
直流線路的等效受控電流源的值可設(shè)定為ihist,
在根據(jù)上述常規(guī)直流換流站的等效電路、柔性直流換流站的等效電路和直流線路的等效電路,獲得多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路之后,獲取由各所換流站的直流電壓值組成的列向量v的步驟包括:
步驟一,設(shè)定柔性直流換流站的直流電壓的初始值為
步驟二,根據(jù)柔性直流換流站的直流電壓的初始值
步驟三,根據(jù)柔性直流換流站的等效受控電流源的初始值
步驟四,根據(jù)多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由各換流站的注入電流值組成的初始列向量i0,獲取由各換流站的直流電壓值組成的初始列向量v0。
步驟五,根據(jù)由各換流站的直流電壓值組成的初始列向量v0,獲得第1次仿真計算得到的柔性直流換流站的直流電壓
步驟六,根據(jù)第一次計算得到的柔性直流換流站的直流電壓
步驟七,根據(jù)柔性直流換流站的等效受控電流源的初始值
步驟八,當
示例性地,當
示例性地,當
示例性地,上述第k次仿真計算得到的所述柔性直流換流站的等效受控電流源
為了本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解與實施上述多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法,下面本發(fā)明實施例將給出一個上述多端混合直流輸電系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真方法的應(yīng)用舉例:
示例性地,如圖5所示,該多端混合直流輸電系統(tǒng)包括整流站1、第一逆變站2和第二逆變站3,其中,整流站1為常規(guī)直流換流站,第一逆變站2和第二逆變站3均為柔性直流換流站,每個換流站均通過交流線路與一臺發(fā)電機相連。整流站1通過第一條直流線路l1與第一逆變站2相連,第一逆變站2通過第二條直流線路l2與第二逆變站3相連。
需要說明的是,本發(fā)明實施例中只對多端混合直流輸電系統(tǒng)的直流系統(tǒng)部分的仿真方法進行說明,不涉及交流線路和發(fā)電機部分。
首先,獲取上述多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路。
具體地,將整流站等效為如圖2所示的等效電路,其中,整流站的等效恒定電流源的值設(shè)定為ieq-lcc,
將每個逆變站等效為如圖3所示的等效電路,其中,第一逆變站的等效受控電流源的值設(shè)定為ieq-vsc1,
將每個直流線路等效為如圖4所示的等效電路,其中,第一條直流線路的等效受控電流源的值設(shè)定為ihist1,
將整流站的等效電路、第一逆變站的等效電路、第二逆變站的等效電路、第一條直流線路的等效電路和第二條直流線路的等效電路,按照上述多端直流輸電系統(tǒng)中的連接關(guān)系進行連接,獲得如圖6所示的多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路。
然后,根據(jù)如圖6所示的多端混合直流輸電系統(tǒng)的等效電路,即可獲得多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由整流站和各逆變站的注入電流值組成的列向量i:
接著,通過以下步驟獲得由整流站和各逆變站的直流電壓值組成的列向量v:
步驟一,設(shè)定第一逆變站和第二逆變站的直流電壓的初始值為
步驟二,根據(jù)第一逆變站和第二逆變站的直流電壓的初始值
步驟三,根據(jù)第一逆變站的等效受控電流源的初始值
步驟四,根據(jù)多端混合直流系統(tǒng)的等效電路的導納矩陣y和由整流站和各逆變站的注入電流值組成的初始列向量i0,獲取由整流站和各逆變站的直流電壓值組成的初始列向量v0。
步驟五,根據(jù)由整流站和各逆變站的直流電壓值組成的初始列向量v0,獲得第1次仿真計算得到的第一逆變站的直流電壓
步驟六,根據(jù)第1次仿真計算得到的第一逆變站的直流電壓
步驟七,根據(jù)第一逆變站和第二逆變站的等效受控電流源的初始值
步驟八,當
示例性地,當
示例性地,當
最后,即可根據(jù)通過以上步驟獲得的由多端混合直流系統(tǒng)中整流站和各逆變站的注入電流值組成的列向量i和由整流站和各逆變站的直流電壓值組成的列向量v,獲得上述對多端混合直流系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真結(jié)果,根據(jù)該仿真結(jié)果,就能夠準確地分析出上述多端直流輸電系統(tǒng)的動態(tài)性能和運行穩(wěn)定性。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準。