[发明专利]电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真方法及系统有效

专利信息
申请号: 201910653209.0 申请日: 2019-07-19
公开(公告)号: CN110348161B 公开(公告)日: 2020-03-24
发明(设计)人: 姚蜀军;汪燕;王文强 申请(专利权)人: 华北电力大学
主分类号: G06F30/36 分类号: G06F30/36
代理公司: 北京高沃律师事务所 11569 代理人: 刘凤玲
地址: 102206 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 电压 换流 频段 动态 电磁 仿真 方法 系统
【说明书】:

发明公开一种电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真方法及系统,涉及电力系统分析领域,主要包括:获取电压源型换流器的电气信号;根据直流侧电压信号和各开关器件交流侧电压信号建立各开关器件的开关函数;根据各开关器件的开关函数、电网交流侧三相电压信号、电网交流侧三相电流信号和直流侧电压信号建立电压源型换流器模型;采用多频段动态相量法对电压源型换流器模型进行处理,建立电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真模型;对电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真模型进行大步长仿真,得到仿真结果。本发明公开的电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真方法及系统,能够有效兼顾仿真的精度和效率。

技术领域

本发明涉及电力系统分析领域,特别是涉及一种电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真方法及系统。

背景技术

电压源型换流器(voltage source converter,VSC)在风机并网、太阳能发电并网和中低压直流输电/配网等方面得到广泛应用。对于电力系统,电磁暂态是最重要的系统分析手段,但是随着电力电子设备在电力系统中应用,电磁暂态仿真面临着仿真速度和仿真精度之间的矛盾。传统的电磁暂态仿真中,电压源型换流器一般采用详细模型,只能通过小步长仿真来捕捉高频开关的精确变化,且每有开关动作时须更新系统导纳矩阵,将会带来极大的仿真负担,仿真速度迅速降低。

现有的电压源型换流器(VSC)电磁暂态仿真模型无法有效兼顾仿真的速度和精度。针对电压源型换流器详细模型存在仿真速度慢的问题,目前提出了几种改进模型:

电压源型换流器传统动态相量模型。不用通过小步长来精确捕捉高频开关的变化时刻,但是随着考虑的谐波次数的增加,VSC动态相量模型的微分方程组数将急剧增加,仿真规模将急剧增大,往往只能采取谐波截断的方式,减少计算量提高仿真速度,使得仿真精度较低。

电压源型换流器频率偏移法模型。利用Hilbert变换构造解析信号,以工频为主导频率移频,信号频率降低后采用大步长仿真,但是该模型将信号带宽限制在工频基波附近,仿真精度低。

但是上述改进的模型均无法有效兼顾仿真的精度和效率,无法解决传统电压源型换流器电磁暂态模型仿真规模和仿真速度受限的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真方法及系统,能够有效兼顾仿真的精度和效率。

为实现上述目的,本发明提供了如下方案:

一种电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真方法,包括:

获取电压源型换流器的电气信号;所述电气信号包括电网交流侧三相电压信号、电网交流侧三相电流信号、各开关器件交流侧电压信号和直流侧电压信号;

根据所述直流侧电压信号和各所述开关器件交流侧电压信号建立各开关器件的开关函数;

根据各所述开关器件的开关函数、所述电网交流侧三相电压信号、所述电网交流侧三相电流信号和所述直流侧电压信号建立电压源型换流器模型;

采用多频段动态相量法对所述电压源型换流器模型进行处理,建立电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真模型;

对所述电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真模型进行大步长仿真,得到仿真结果。

可选的,所述采用多频段动态相量法对所述电压源型换流器模型进行处理,建立电压源型换流器多频段动态相量电磁暂态仿真模型,具体包括:

对所述电压源型换流器模型的电气信号进行频率分解;

将频率分解后的电气信号进行分段重组处理,得到N个重组信号;

对各所述重组信号分别移频,得到N个低频信号;

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