【摘要】 -官网 本发明公布了一种含VSC-HVDC的交直流系统电压稳定静态分析方法。本发明针对电压稳定性问题，通过确定含VSC-HVDC交直流系统的潮流方程及换流器方程，考虑负荷和发电机出力的变化，形成含参变量的潮流方程，建立含VSC-HVDC的交直流混合系统的静态模型，并采用基于统一迭代法的连续潮流法对该模型进行分析，研究VSC-HVDC元件对系统电压稳定的影响。本发明为进一步研究含VSC-HVDC的交直流混合系统的电压稳定特性奠定了基础。 【专利类型】发明申请 【申请人】河海大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】211100 江苏省南京市鼓楼区西康路1号 【申请人地区】中国 【申请人城市】南京市 【申请人区县】鼓楼区 【申请号】CN201010503301.8 【申请日】2010-09-30 【申请年份】2010 【公开公告号】CN101976836A 【公开公告日】2011-02-16 【公开公告年份】2011 【授权公告号】CN101976836B 【授权公告日】2013-03-06 【授权公告年份】2013.0 【IPC分类号】H02J3/00; H02J1/00; H02J3/18 【发明人】卫志农; 韦延方; 孙国强 【主权项内容】1.一种含VSC-HVDC的交直流系统电压稳定静态分析方法，其特征在于包括以下步骤： (1)输入交流电网的线路参数数据，形成节点导纳矩阵，包括：输电线路的支路号、首端节点和末端节点编号、变压器变比和阻抗、串联电阻电抗、并联电导电纳； (2)输入直流网络参数、VSC-HVDC换流器控制方式及相应的设定值；VSC-HVDC换流器可以选择的控制方式有以下4种：定直流电压Ud、交流无功功率Qt控制，定直流电压Ud、交流母线电压Ut控制，定交流有功功率Pt、交流无功功率Qt控制，定交流有功功率Pt、交流母线电压Ut控制，所述设定值指Ud、Qt、Ut、Qt、Pt的常用值； (3)含VSC-HVDC的交直流混合系统变量初始化，交流系统中直流节点的类型按控制方式设为PQ、PV节点，功率和电压参数由点注入功率和节点电压的初始值给出；按照节点是否接有换流变压器，可将节点分为直流节点和纯交流节点：直流节点是指换流变压器的一次侧所连接的节点，纯交流节点是指不与换流变压器相连的节点；系统的节点总数为n，其中VSC的个数为nc，则直流节点数为nc，纯交流节点数为na＝n-nc；交直流混合系统的节点编号顺序为：1～na节点为纯交流节点，其中有一个平衡节点；na+1～n节点为直流节点；连续潮流的迭代初值L＝0，直流系统中各变量的迭代初值由下式得出： 式中，k表示接入直流网络的第k个VSC， CV表示第k个换流器为定直流电压控制， CV表示第k个换流器不属于定直流电压控制，k＝1，2，...，nc；上标0表示第k个VSC迭代初值，上标ref表示为设定值，上标N表示为额定值，下标t表示此节点为直流节点，t＝1，2，...，nc； 为交流系统连接处的电压相量；Udk为第k个VSC直流侧电压，Idk为第k个VSC直流侧电流；Ptk和Qtk分别为交流系统流入换流变压器的有功功率和无功功率；XLk为换流变压器电抗，Xfk为交流滤波器电抗；Mk为第k个VSC的调制度；dk＝qtk-qck，qck为第k个VSC输出基波电压的相角； (4)计算含VSC-HVDC交直流系统的常规潮流方程即当λ＝0时，由下式求出初始解： 式中，λ为反映负荷变化水平的参数，λ∈R，当λ＝0时，对应于系统的基本负荷；l为预测校正环节所采用牛拉法的迭代次数，l＝0，1，...，lc；下标i表示第i个节点，i＝1，2，...，n；下标a表示此节点为纯交流节点，a＝1，2，...，na；下标j为与节点i直接相连的所有节点(公式中用j∈i表示)；U、q为节点电压辐值和相角；G、B为节点导纳矩阵的实部和虚部；PGi、QGi为节点i的发电机出力，PLi、QLi为节点i的负荷； ak＝arctan(Rk/XLk)，Rk为第k个换流器内部损耗和换流变压器损耗的等效电阻；gdks为直流网络节点导纳矩阵的元素，s＝1，2，...，nc；正负号分别对应直流系统的整流器和逆变器；(5)指定连续参数为λ，即某一区域或某几个区域的有功、无功发生变化，以含VSC-HVDC的交直流混合系统的换流母线电压为研究对象，将上述含VSC-HVDC的交直流模型写为如下简化的包含单参数变量λ的潮流方程模型： f(x，λ)＝0 式中，f∈R2(n-1)+4nc+1，x∈R2(n-1)+4nc+1，f为节点潮流平衡方程，x为系统状态变量，即节点电压幅值和相角组成的待求变量，以及直流系统状态变量；潮流方程共为2(n-1)+4nc+1＝2n1+n2+4nc+1，其中n1、n2分别为系统中PQ和PV母线数目； 预测环节中所采用的预测方法为一阶微分方法，即以切线为预测的方向，对f(x，λ)＝0取全微分，可得： f′xdx+f′λdλ＝0，即 式中， 为潮流方程关于x的雅克比矩阵， 为潮流方程关于l的偏导数， 为所要求出的切向量； 在步骤(4)所得潮流结果的基础上，该系统潮流解曲线上的当前解为(xl，λl)T，T表示转置；取切线为预测方向，沿着λ的切线增长方向的初始预测值记为(xl+1′，λl+1′)T； (6)将(xl+1′，λl+1′)T代入潮流方程 中，计算出预测值为： 式中，eK为第K个元素为+1，其余元素均为0的行向量，其维数为2(n-1)+4nc+1；矩阵 的维数为[2(n-1)+4nc+1]？[2(n1)+4nc+1]；h为预测步长，其极小值设为hmin(hmin为人为设定精度值)； (7)判断是否达到临界点，当|l′l+1-l′l|/l′l＜e(e为人为设定的精度值)，系统达到临界状态，此时l′l对应的工作点即为临界点，计算结束，并输出计算结果；若没有达到临界点，则执行下一步，进行校正； (8)固定预测环节中所求出的λl+1＝λl+1′，将 代入 中，进行迭代求解，此为垂直校正方法； (9)若步骤(8)收敛，则求得 此为解曲线上的精确解；使L＝L+1，返回到步骤(5)，以精确解 作为新的预测值进行新的迭代； (10)若步骤(8)不收敛，再判断此时校正环节所采用牛拉法的迭代计算次数lc是否越限，若是，则减小步长h，使L＝L+1，返回到步骤(5)重新进行迭代；若lc没有越限，则选择新的连续参数，即选择此时具有最大变化速率的节点K的电压xK作为连续参数，采用水平校正方法对潮流方程求解，得出解曲线上的精确解，此时的迭代格式为： 之后返回到步骤(6)。 数据由整理 【当前权利人】河海大学; 国网宁夏电力公司电力科学研究院 【当前专利权人地址】江苏省南京市鼓楼区西康路1号; 宁夏回族自治区银川市金凤区黄河东路716号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】121000004660068699 【引证次数】3.0 【被引证次数】46 【他引次数】3.0 【被自引次数】3.0 【被他引次数】43.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】46

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