[发明专利]含柔性直流的交直流混联电力系统暂态稳定性判定方法

说明书

本发明提供了一种含柔性直流的交直流混联电力系统暂态稳定性判定方法，包括：建立计及直流线路动态和电压源换流器暂态响应的交直流混联电力系统数学模型；基于所述交直流混联电力系统数学模型，构建结构保留模型下含柔性直流的交直流混联电力系统暂态能量函数，并根据所述暂态能量函数计算故障后系统初始状态能量值；利用迭代的势能边界面法计算系统临界能量值；根据所述故障后系统初始状态能量值和所述系统临界能量值判断含柔性直流的交直流混联电力系统的暂态稳定性。本方法基于能量函数的含柔性直流输电的交直流混联系统暂态稳定分析，可以实时定量的判定系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及媒体通信技术领域，尤其涉及一种含柔性直流的交直流混联电力系统暂态稳定性判定方法。

背景技术

基于电压源换流器的高压直流输电(Voltage Source Converter High VoltageDirect Current,VSC-HVDC)既适合于小容量输电，也适合于大容量输电。VSC-HVDC技术广泛应用于远距离大容量输电、异步联网等领域，其开关暂态动作造成的能量不平衡等对系统暂态稳定性的影响更加严重。为避免因VSC-HVDC暂态换流过程增加交直流混联电力系统的安全稳定风险，因此对含柔性直流的两区交直流混合互联系统进行暂态稳定评估的研究具有重要意义。

电力系统传统的暂态稳定分析多采用时域仿真方法，其具有扩展模型以及提供准确的稳定性预测的能力。然而，时域仿真法计算量大，耗时长，并且缺乏反映系统稳定程度的信息。直接法作为电力系统暂态稳定分析的另一种方法，从能量的角度分析电力系统的稳定性。利用暂态能量函数(Transient Energy Function,TEF)直接进行电力系统暂态稳定分析的直接法比时域仿真法具有计算量小、计算速度快、可以提供电力系统稳定裕度等优点。目前，直接法在交直流混联电力系统中的应用尚处于起步阶段，对交直流混联电力系统能量函数构建的研究有限，主要将直流线路传输的功率等效为换流器母线上的恒功率负载，使得交直流混联系统的能量函数可以用交流系统的能量函数来等效表示，此方法构建的直流线路模型过于简化；还有文献推导了直流系统和交流系统的能量函数，其加权和定义为交直流混合动力系统的TEF，此方法忽略了直流线路的动态问题；Padiyar法忽略了直流线路损耗，可以得到直流线路的TEF解析表达式；有文献提出了一种考虑传统直流输电线路动态的交直流混联电力系统结构保留模型的暂态能量函数，在该模型中，直流输电线路被详细建模为受换流器母线端口电压和直流线路电流共同影响的等效动态负荷。上述方法对传统直流线路能量函数的构建进行了研究和进化，但是对柔性直流(VSC-HVDC)能量函数的构造和研究尚不完善，有待深入研究。

因此，需要一种可以实时定量判定含柔性直流的交直流混联电力系统稳定性的方法。

发明内容

本发明提供了一种含柔性直流的交直流混联电力系统暂态稳定性判定方法，以解决现有技术问题中的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

本发明提供了一种含柔性直流的交直流混联电力系统暂态稳定性判定方法，包括：

建立计及直流线路动态和电压源换流器暂态响应的交直流混联电力系统数学模型；

基于所述交直流混联电力系统数学模型，构建结构保留模型下含柔性直流的交直流混联电力系统暂态能量函数，并根据所述暂态能量函数计算故障后系统初始状态能量值；

利用迭代的势能边界面法计算系统临界能量值；

根据所述故障后系统初始状态能量值和所述系统临界能量值判断含柔性直流的交直流混联电力系统的暂态稳定性。

优选地，交直流混联电力系统数学模型包括：交流输电网络模型、负荷模型、发电机模型和电压源换流器等效模型；

所述的交流输电网络模型如下式(1)所示：

其中：