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一种基于分段线性化的LCC-HVDC系统直流故障暂态建模方法与系统 

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申请/专利权人:国网湖北省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司

摘要:本发明提供一种基于分段线性化的LCC‑HVDC系统直流故障暂态建模方法与系统,该方法包括:S1.采用CIGREHVDCBenchmark标准模型的物理拓扑结构,对LCC‑HVDC系统的装备与网络进行梳理,得到LCC‑HVDC系统非线性数学模型;S2.对LCC‑HVDC系统原始非线性数学模型中非线性项进行分段线性化处理,确定每段线性化的工作点;S3.根据每段线性化的工作点,建立LCC‑HVDC系统直流故障暂态模型。本发明可有效解决故障检测阶段中面临的困难,并对故障电流进行解析计算,为保护装置选项与参数整定、暂态特性分析提供依据。

主权项:1.一种基于分段线性化的LCC-HVDC系统直流故障暂态建模方法,其特征在于:包括以下步骤:S1.采用CIGREHVDCBenchmark标准模型的物理拓扑结构,对LCC-HVDC系统的装备与网络进行梳理,得到LCC-HVDC系统非线性数学模型;S2.对LCC-HVDC系统原始非线性数学模型中非线性项进行分段线性化处理,确定每段线性化的工作点;S3.根据每段线性化的工作点,建立LCC-HVDC系统直流故障暂态模型;步骤S1中LCC-HVDC系统非线性数学模型具体为:对于送端系统,控制器采用定直流电流控制方式,电流控制器原始数学模型: 其中,idcr是送端系统换流器直流侧直流电流,idref为定电流控制中直流电流指令值,π是角度180°的弧度值,αrord为触发角指令值,krpcc和kricc为电流控制器PI参数;直流线路模型: 其中,udcr是送端系统换流器直流侧直流电压,udc为受端系统等效直流电压,idcr是送端系统换流器直流侧直流电流,Rdcr、Ldcr分别为直流线路电阻及电感;送端换流器模型为: udcr为送端系统换流器直流侧直流电压,Vcr是送端系统换流器交流侧端电压相幅值,αrord为触发角指令值,ωLdcr是换相过程中引起的直流压降的换相电抗,π是角度180°的弧度值,式3右边第一项为由余弦函数构成的非线性项;步骤S2中对非线性数学模型中非线性项进行分段线性化处理时,通过线性拟合的方法来逼近余弦函数项;所述线性拟合的方法采用两段逼近的方式: 式4是余弦函数cosα在αx处的泰勒公式二阶展开,首先,在LCC-HVDC的稳态工作点A0处对余弦函数曲线y进行拟合逼近,稳态工作点A0对应的触发角为α0,第一段线性拟合曲线为y1表示为:y1=cosα0-sinα0α-α05第二段的线性拟合曲线y2的工作点为A1,工作点A1对应的触发角为α1,对应的y2曲线表示为:y2=cosα1-sinα1α-α16两段的分段线性拟合曲线y1、y2分别对应状态1与状态2;所述步骤S3中根据状态1与状态2下的交直流电压关系,得到LCC-HVDC系统直流故障暂态模型,所述LCC-HVDC系统直流故障暂态模型等效为戴维南电路,其中状态1与状态2下戴维南电路的电压及电阻分别定义为: 其中VLCC0和RLCC0分别为状态1下LCC-HVDC系统暂态模型的等效电压和电阻,VLCC1和RLCC1分别为状态2下LCC-HVDC系统暂态模型的等效电压和电阻。

全文数据:

权利要求:

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