[发明专利]一种基于解析法的高压直流输电系统稳态响应计算方法

权利要求书

1.一种基于解析法的高压直流输电系统稳态响应计算方法，其特征在于，所述计算方法包括如下步骤：

A、对高压直流输电系统的平波电抗器、直流滤波器以及直流输电线路，按照电路原理，使用其电阻、电感及电容参数，建立描述其动态行为的线性微分方程；

B、考虑换流变压器的变比以及漏电感，建立整流器及逆变器不同相导通和关断状态下的线性微分方程；

C、步骤A和步骤B中得到的线性微分方程，结合电压电流关系，得出高压直流输电系统在不同运行工况下的微分代数方程组其中x_i为第i个运行工况下的状态量，A_i、B_i分别为状态和输入矩阵，输入u(t)为整流侧与逆变侧的三相电压瞬时表达式；

D、根据交流系统电压以及高压直流输电系统的控制规律，利用准稳态模型根据高压直流输电系统整流侧的触发延迟角α、逆变侧的触发超前角β和变压器变比k，计算在第i个运行工况下交流电压相位角θ₀及其状态变量初值x_i0；

E、在高压直流输电系统两侧的交流系统一个周期T内进行计算：

F、判断计算是否收敛，如果收敛，继续下一步，否则转到步骤E继续计算；

G、计算得到的数值是否满足控制规律，如果满足，完成计算；否则修改整流侧的触发延迟角α、逆变侧的触发超前角β和/或变压器变比k，转到步骤D并继续计算。

2.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，所述步骤E包括如下步骤：

E1、计算第i个运行工况下常系数非齐次线性微分方程组的解如下：

xi=eAiΔtxi0+∫t0t0+ΔteAi(t0+Δt-τ)Biu(τ)dτ]]>

其中t为时间，t₀为第i个运行工况下的开始时刻，Δt为时间步长，τ为积分表达式中的符号变量；

根据整流器及逆变器的控制逻辑，计算得到该运行工况结束时刻及下一个运行工况，以步长Δt为单位，计算到该运行工况结束时刻，即得到系统在该运行工况下的响应；

E2、根据电感电流以及电容电压不能突变的原理，利用上一个运行工况x_i的末值，得到下一个运行工况x_i+1的初值，具体为：根据下一个运行工况x_i+1所需要的状态量，从上一个运行工况x_i的末值中提取并赋予；

E3、转到E1计算第i+1个运行工况下的响应。

3.根据权利要求2所述的计算方法，其特征在于，步骤E所述的计算工况结束时刻的方法为：

在稳态下，每一个整流器及逆变器导通和换相过程将交替出现，根据直流控制逻辑计算换相起始时刻，即为导通结束时刻，换相过程结束是通过使用解析法计算x_i中的换相电流来判断，根据换相电流过零点的时刻值确定换相工况下的结束时间。

4.根据权利要求1所述的计算方法，其特征在于，步骤F中所述的收敛为，经过对一个周期T的计算，周期末时刻的状态量与周期初始时刻的状态量相差满足给定误差。