[发明专利]LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间建模方法及装置

说明书

本发明公开一种LCC‑HVDC系统小信号谐波状态空间建模方法及装置，包括以下步骤：基于6脉波LCC换流器开关函数理论，得到12脉波LCC换流站的数学表达式；交流滤波器采用CIGRE标准测试模型中的结构，根据交流主回路与滤波器结构得到交流系统状态空间方程；12脉波LCC换流站的数学表达式通过结合LCC‑HVDC单端等效电路，推导出直流系统数学模型；联立交流系统状态空间方程和直流系统数学模型，获得小信号状态空间模型；通过小信号状态空间模型获取对应的系数矩阵具体表达式；将系数矩阵具体表达式变换得到LCC‑HVDC系统小信号谐波状态空间模型。本发明的有益效果是：防止电气设备受损，确保电网稳定运行。

技术领域

本发明涉及电力传输技术领域，尤其涉及一种LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间建模方法及装置。

背景技术

电网换相高压直流输电(line commutated converter based high voltagedirect current,LCC-HVDC)系统广泛应用于电网互联和远距离大容量输电等场景。然而，由于换流器的非线性特性及交流系统不对称的因素，将导致系统出现谐波电压和电流，它们对系统本身和用户都会造成不可忽视的影响和危害。为确保防止电气设备受损，确保电网稳定运行，有必要构建LCC-HVDC系统谐波状态空间模型，深入研究谐波的动态特性。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间建模方法及装置，主要解决电网换相高压直流输电系统抑制谐波的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间建模方法，包括以下步骤：

S1，基于6脉波LCC换流器开关函数理论，且不考虑换相过程，得到12脉波LCC换流站的数学表达式；

S2，交流滤波器采用CIGRE标准测试模型中的结构，根据交流主回路与滤波器结构得到交流系统状态空间方程；

S3，12脉波LCC换流站的数学表达式通过结合LCC-HVDC单端等效电路，推导出直流系统数学模型；

S4，联立交流系统状态空间方程和直流系统数学模型，通过线性化获得小信号状态空间模型；

S5，小信号状态空间模型运用傅里叶级数和谐波平衡原理得到对应的系数矩阵具体表达式；

S6，将系数矩阵具体表达式按状态空间形式变换得到LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间模型。

同时还提出一种LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间建模装置，

第一处理器，用于处理基于6脉波LCC换流器开关函数理论，且不考虑换相过程，得到12脉波LCC换流站的数学表达式；

第二处理器，用于接收交流滤波器采用CIGRE标准测试模型中的结构，根据交流主回路与滤波器结构得到交流系统状态空间方程；

第三处理器，用于将所述12脉波LCC换流站的数学表达式通过结合LCC-HVDC单端等效电路，推导出直流系统数学模型；

第四处理器，用于联立所述交流系统状态空间方程和所述直流系统数学模型，通过线性化获得小信号状态空间模型；

第五处理器，用于所述小信号状态空间模型运用傅里叶级数和谐波平衡原理得到对应的系数矩阵具体表达式；

第六处理器，用于将所述系数矩阵具体表达式按状态空间形式变换得到LCC-HVDC系统小信号谐波状态空间模型。