计及直流接入的交流系统故障计算模型研究

电力电子装置和直流输电系统接入交流系统后,现有的故障分析计算方法鲜有考虑交直流的相互作用对交流故障特性的影响。针对这一问题,提出了适用于交流系统故障分析的直流系统等值模型。首先,基于交流系统不对称故障情况下换流器的特性,采用开关函数法和序分量法建立了换流器的等值模型,该模型能够充分考虑换流器的谐波特性对计算结果的影响,提高了计算精度,同时,与交流系统接口方便,计算简单;其次,分析了交流故障期间直流控制器的响应特性,建立了直流控制器的模型;最后,提出了交直流互联系统统一计算的故障计算方法。对比计算结果与EMTDC仿真结果,证明元件模型和算法是准确有效的。

交直流混联电网LCC-HVDC换流器建模方法综述

交直流电网混联,大规模电力跨区输送成为我国电力系统的主要特点。电网换相换流器型直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)是我国交直流混联电网的主要组成部分,为实现交直流混联电网快速、准确仿真,该文对现有的LCC-HVDC换流器建模方法进行了分析与总结,对其优缺点进行评述,并根据作者观点,提出可进一步研究的内容:在仿真规模较大的交直流混联电网时,可用开关函数对LCC-HVDC进行建模,但模型准确度需要提升;多条LCC-HVDC输电线路的仿真可使用换流器级别模型与换流阀级别模型进行组合仿真;不同精细程度模型之间的数据接口要进行优化设计。

背靠背直流输电的交流电网故障计算模型研究

背靠背直流输电系统由于两侧换流器联系紧密,在一侧交流电网发生故障时会对另一侧交流系统造成影响。现有的故障计算模型并不适用于背靠背直流,为此,在计及直流系统控制特性的换流器等值模型基础上,分析了背靠背直流系统中谐波传变特性和两侧交流电网间的故障影响机理,并建立了背靠背直流系统故障计算模型;利用该模型结合双端交流电网网络结构以及故障侧的边界条件,提出一种含背靠背直流输电的电网故障分析方法。将所提出的故障计算模型应用于灵宝背靠背直流输电模型的故障分析计算,并与PSCAD/EMTDC软件仿真结果相比较,结果表明所提模型和方法是有效的。

基于粒子群优化算法的交流不对称故障下HVDC谐波计算

将基于调制理论的谐波分析计算方法与粒子群优化算法相结合,提出了一种基于粒子群优化算法的HVDC谐波计算方法。首先建立改进的换流器动态相量模型,解决了交直流系统的接口问题;然后,利用调制理论对频域下谐波相互作用进行分析,把交直流系统的谐波计算转化为对换流母线电压的优化;最后,应用粒子群优化算法,求解不对称故障情况下换流母线电压最优值,同时得到交直流系统的谐波分布。为验证算法,以CIGRE HVDC模型为例,采用该方法对交流系统各种不对称故障情况编制程序并计算,并与PSCAD/EMTDC软件得到的电磁暂态仿真结果相比较,证明了该算法准确有效。