[发明专利]一种HVDC系统的状态空间模型构建方法及仿真方法

权利要求书

1.一种HVDC系统的状态空间模型构建方法，其特征在于，所述构建方法包括如下步骤：

以换流阀的阀电流和缓冲电流为状态变量，构建HVDC系统的换流变压器和换流器的状态空间子模型；

建立HVDC系统的直流线路的状态空间子模型；

根据换流变压器和换流器的状态空间子模型和直流线路的状态空间子模型，构建HVDC系统的状态空间模型。

2.根据权利要求1所述的HVDC系统的状态空间模型构建方法，其特征在于，以换流阀的阀电流和缓冲电流为状态变量，构建HVDC系统的换流变压器和换流器的状态空间子模型为：

其中，G为用晶闸管阀电流表示变压器阀侧线电流的关联矩阵，I_val为换流阀的阀电流，I_sub为换流阀的缓冲电流，R_val为晶闸管等效电阻，U_s(L-L)为变压器网侧线电压；

L_ac为变压器的一次侧等值电感L_d和二次侧等值电感L_y组成的参数矩阵，

M为由线电压变换关系导出的系数矩阵，

F₁和F₂分别为用换流阀阀电压表示变压器阀侧线电压的第一关联矩阵和第二关联矩阵，F_{1_0}为，F_{2_0}为整流侧换流阀阀电压表示变压器阀侧线电压的变换关系导出的第一系数矩阵和第二系数，

K为换流变压器变比组成的参数矩阵，K_y和K_d为Y-Y、Y-Δ联结换流变压器的变比。

3.根据权利要求2所述的HVDC系统的状态空间模型构建方法，其特征在于，建立HVDC系统的直流线路的状态空间子模型为：

其中，L_dc为直流线路的等效电感，C_dc为直流线路的线路中点对地电容，R_dc为直流线路的等效电阻，U_dc为直流线路的中点电容电压，I_dcr为整流侧直流电流，I_dci为逆变侧直流电流，U_dcr为整流侧直流电压，U_dci为逆变侧直流电压。

4.根据权利要求3所述的HVDC系统的状态空间模型构建方法，其特征在于，根据换流变压器和换流器的状态空间子模型和直流线路的状态空间子模型，构建HVDC系统的状态空间模型为：

其中，x为状态变量，u为控制变量，x＝[I_valr,I_subr,I_vali,I_subi,U_dc]^T，u＝[U_sr(L-L),U_si(L-L)]^T；I_valr和I_subr分别为整流侧换流阀的阀电流和缓冲电流，I_vali和I_subi分别为逆变侧换流阀的阀电流和缓冲电流，U_sr(L-L)和U_si(L-L)分别为整流侧和逆变侧的变压器网侧线电压。

A、B和C分别为第一参数矩阵、第二参数矩阵和第三参数矩阵；

L_acr和L_aci分别为整流侧和逆变侧的变压器的一次侧等值电感和二次侧等值电感组成的参数矩阵、C_sub为缓冲回路电容、R_sub为缓冲回路电阻；

R_valr和R_vali分别为整流侧和逆变侧的晶闸管等效电路、E为单位矩阵，N为用阀电压表示直流电压的系数关联矩阵、J为用阀电流表示直流电流的系数关联矩阵、J₁为采用Y-Y联结的换流变压器阀1、3、5导通时，阀电流表示直流电流的系数关联矩阵；

K_r和K_i分别表示整流侧和逆变侧的换流变压器变比组成的参数矩阵。