[发明专利]一种12脉动换流系统直流谐波阻抗计算方法及装置

说明书

本申请公开了一种12脉动换流系统直流谐波阻抗计算方法及装置。包括：基于12脉动换流系统的拓扑结构，构建12脉动换流系统的参数关系模型，对参数关系模型进行小干扰线性化处理，得到12脉动换流系统的状态空间方程；根据状态空间方程，结合预设的直流谐波阻抗计算公式，通过公式换算得到直流谐波阻抗状态空间计算公式，以通过解算直流谐波阻抗状态空间计算公式获得12脉动换流系统的直流谐波阻抗计算结果。基于参数关系模型明确的12脉动换流系统的内部逻辑数学关系，构建12脉动换流系统的直流谐波阻抗状态空间计算公式，以获得直流谐波阻抗计算结果，解决了现有的12脉动换流系统因直流谐波阻抗计算难度大导致的调整精度受限的技术问题。

技术领域

本申请涉及换流器技术领域，尤其涉及一种12脉动换流系统直流谐波阻抗计算方法及装置。

背景技术

目前电力系统中的发电和输电的绝大部分均为交流电，在需要直流电供电的场合则需要将电网的交流电转换成直流电，其中包括12脉动高压换流系统。12脉动换流器在进行交直流转换时，在换流器直流侧有时会产生一定谐波电压，当直流回路谐波阻抗较低时，谐波电流会较大，对交直流系统设备和附近通信设施将产生不利影响，为了降低谐波电流对设备造成的不利影响，需要对直流谐波阻抗在特定频率范围内的阻抗值进行精确计算和调整，以确保直流谐波阻抗值满足要求。

目前的12脉动换流器系统主要包括由半导体晶闸管开关构成的换流器主体、换流变压器、交流阻抗、直流负载和控制系统等部分，其中每一部分都与系统直流谐波阻抗的值有关，且12脉动换流器工作时，需要消耗大量无功，当无功较大时一般还需要配备无功补偿装置以保证电压稳定，系统结构更复杂，使得直流谐波阻抗的计算难度大，难以有效计算直流谐波阻抗，进而导致了现有的12脉动换流系统直流谐波阻抗调整精度受限的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种12脉动换流系统直流谐波阻抗计算方法及装置，用于解决现有的12脉动换流系统直流谐波阻抗调整精度受限的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种12脉动换流系统直流谐波阻抗计算方法，包括：

基于12脉动换流系统的拓扑结构，构建所述12脉动换流系统的参数关系模型，所述参数关系模型包括：交流系统参数关系子模型、换流器参数关系子模型以及直流回路参数关系子模型；

对所述交流系统参数关系子模型和直流回路参数关系子模型进行小干扰线性化处理，得到所述12脉动换流系统的状态空间方程，其中，所述状态空间方程的输入状态变量为直流端口谐波电压，且所述状态空间方程的状态变量矩阵包含的变量分别为：第一电压分量、第二电压分量、第一电流分量、第二电流分量、PI控制中间参量和负载直流电流，所述第一电压分量和所述第二电压分量为根据换流变压器的网侧电压经过dq变换得到的，所述第一电流分量和所述第二电流分量为根据交流电网的输入电流经过dq变换得到的；

根据所述状态空间方程，结合预设的直流谐波阻抗计算公式，通过公式换算得到直流谐波阻抗状态空间计算公式，以通过解算所述直流谐波阻抗状态空间计算公式获得所述12脉动换流系统的直流谐波阻抗计算结果。

优选地，所述直流谐波阻抗状态空间计算公式具体为：

式中，Z_f为直流谐波阻抗，s为拉普拉斯算子，I为6阶单位矩阵，A为所述状态空间方程中的状态方程矩阵，B为所述状态空间方程中的输入状态矩阵；

所述通过求解所述直流谐波阻抗状态空间计算公式获得所述12脉动换流系统的直流谐波阻抗计算结果具体包括：

通过对所述直流谐波阻抗状态空间计算公式进行频域转换以及公式解算，以得到直流谐波阻抗频谱。

优选地，所述交流系统参数关系子模型具体为：