[发明专利]一种动态相量表征的直流电力系统随机暂态分析方法

说明书

本发明实施例公开了一种动态相量表征的直流电力系统随机暂态分析方法，涉及了直流电力系统的电力电子化领域，能够反应源‑荷随机激励条件下引起的系统特性和多速率仿真，平衡精度与效率的矛盾。本发明包括：获取直流电力系统参数，并设置初始参数；获取直流电力系统中的两类集总元件的电路模型；建立直流电力系统中的换流站的动态相量模型，并得到换流站的动态伴随电路；利用两类集总元件的电路模型，和换流站的动态伴随电路，建立直流电力系统的模型；获取所述直流电力系统的节点电压方程；根据换流站的开关函数的变化情况，更新节点导纳矩阵和注入电流向量；将直流电力系统的模型输出的动态相量转换为瞬时值。

技术领域

本发明涉及直流电力系统的电力电子化系统技术领域，尤其涉及一种动态相量表征的直流电力系统随机暂态分析方法。

背景技术

随着功率半导体技术的发展，直流电力系统的经济优势逐渐体现，作为可再生能源集成、消纳、电动汽车高效接入交流配网改造增容和综合能源系统的重要载体，已成为未来乃至能源互联网的发展方向之一。由于直流电力系统源-荷两端均高度电力电子化，随着容量功率等级的提升、换流站数目的增加、网络复杂度的提高，电力系统数字仿真更多来自系统自身特性的挑战。

目前会通过基于元件详细动态特性建模的电磁暂态仿真分析，从而刻画直流电力系统微秒级的动态过程，这样做的好处是可以不受系统规模和结构的限制。但由于直流电力系统电力电子换流站和控制保护策略越来越复杂，系统规模的增大和开关频率的提高使得电磁暂态仿真分析的精度和效率的矛盾越来越突出比如：通常仿真步长设置为开关周期的1/10甚至更小，已经难以准确反映随机激励对系统运行影响特征，导致现有的电磁暂态仿真分析手段，已经难以应对越来越复杂的控制保护策略。

发明内容

本发明的实施例提供一种动态相量表征的直流电力系统随机暂态分析方法，能够准确反映随机激励对系统运行影响特征，平衡动态分析中的精度与效率之间的矛盾。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

S1、获取直流电力系统参数，并设置初始参数，其中，所述直流电力系统参数用于表示直流电力系统的结构；

S2、获取所述直流电力系统中的两类集总元件的电路模型，其中，所述直流电力系统中的两类集总元件包括：参数迁移集总元件和确定性集总元件，所述两类集总元件的电路模型，包括：参数迁移集总元件的动态伴随电路和确定性集总元件的伴随电路；

S3、建立所述直流电力系统中的换流站的动态相量模型，并得到所述换流站的动态伴随电路；

S4、利用S2中得到的两类集总元件的电路模型，和S2中得到的所述换流站的动态伴随电路，建立所述直流电力系统的模型，所述直流电力系统的模型，包括了：所述直流电力系统的动态伴随电路、节点导纳矩阵和注入电流向量；

S5、获取所述直流电力系统的节点电压方程，其中，节点的电压模型为GU＝I，U表示节点电压相量，G表示t时刻临时导纳矩阵，I表示t时刻临时注入电流向量；

S6、根据所述换流站的开关函数的变化情况，更新所述节点导纳矩阵和注入电流向量；

S7、将所述直流电力系统的模型输出的动态相量转换为瞬时值，作为所述直流电力系统的随机动态分析结果。

本实施例的方案，可以应用在电力电子化随机激励下的直流电力系统，模拟随机系统的源-荷多类型随机激励，提高了数字动态仿真的模拟能力。采用动态相量法建模，可以针对特定的谐波进行分析，采用大步长仿真，平衡动态仿真精度与效率之间的矛盾。同时，动态相量表征的直流电力系统随机暂态分析方法可以减少参数的更新，减少仿真计算量。

附图说明