一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，用于解决简单的控制系统已经不能满足交直流电网中直流系统实时电磁暂态仿真的精度要求，更无法实现实时仿真出多种模式下直流系统的运行状态切换的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法
本专利技术涉及实时电磁暂态仿真领域，尤其涉及一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法。
技术介绍
随着交直流混联电网的发展，交直流电网呈现出规模增大、复杂化程度加深等特征，特别是连接两个交流电网的直流系统，大部分通道承担的输电容量较上一个五年计划时已经翻了一番有多，近年来新建直流工程的拓扑结构也从双极十二脉动演变为双极二十四脉动。直流输电技术发展的同时，也给直流电磁暂态仿真技术带来改变，许多离线电磁暂态仿真方法已难以承担交直流混联大电网背景下直流系统的计算任务，工程上更偏向于大规模采用实时电磁暂态仿真来满足其研究要求。现时，已有许多交直流电网实时电磁电磁暂态仿真的方法，这些方法为了满足实时要求需要解决仿真计算速度和系统规模的矛盾。以往大部分研究多关注受端电网的动态特性，因此交直流电网实时电磁暂态仿真中直流系统的控制一般采用比较单一的策略。例如，整流侧无论在什么情况下都只采用定电流控制，逆变侧定熄弧角控制只根据熄弧角参考值的变化就作出触发角判断。但是随着电网规模扩大，运行中故障类型增多，简单的控制系统已经不能满足交直流电网中直流系统实时电磁暂态仿真的精度要求，更无法实现实时仿真出多种模式下直流系统的运行状态切换。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，解决了简单的控制系统已经不能满足交直流电网中直流系统实时电磁暂态仿真的精度要求，更无法实现实时仿真出多种模式下直流系统的运行状态切换的技术问题。本专利技术实施例提供的一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，包括：S1：在预定的交直流电网实时电磁暂态仿真模型中选取直流输电系统模型，在所述直流输电系统系统模型中选取整流侧换流器模型、逆变侧换流器模型、线路模型和控制模型；S2：在所述线路模型的整流侧线路末端添加电压录波装置和电流录波装置，在所述线路模型的逆变侧线路末端增加电压录波装置和电流录波装置，在所述逆变侧换流器模型中添加检测熄弧角的录波装置；S3：将电压录波装置、电流录波装置、检测熄弧角的录波装置的数据输出端分别与所述控制模型的数据输入端连接，将所述控制模型的数据输出端分别与整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端和逆变侧换流器模型的触发角命令数据输入端连接；S4：通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差，通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差；S5：通过所述整流侧控制模型的中间变量、所述整流侧角度偏差和预定的第三参数建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过逆变侧控制模型的中间变量、所述逆变侧角度偏差和预定的第四参数建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算出逆变侧触发角；S6：将所述整流侧触发角通过所述控制模型的数据输出端传输至所述整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端，将所述逆变侧触发角通过所述控制模型的数据输出端发送至所述逆变侧换流器模型触发角命令数据输入端。优选地，所述步骤S4具体包括：通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数通过进行低压限流控制建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差，通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数通过进行低压限流控制建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差。优选地，所述步骤S4具体包括：通过整流侧电压录波装置输出的数据、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的整流侧惯性环节时间常数、整流侧功率值、整流侧功率模式指令值、整流侧电流值、电流整定值限幅、整流侧电压值、电压裕度、整流侧指令值通过进行低压限流控制建立整流侧控制模型，计算整流侧电流偏差、整流侧电压偏差、整流侧角度偏差；通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的逆变侧惯性环节时间常数、逆变侧熄弧角整定值、电流裕度、逆变侧电压参考值通过进行低压限流控制建立逆变侧控制模型，计算逆变侧电流偏差、逆变侧电压偏差、熄弧角偏差、逆变侧角度偏差。优选地，所述步骤S5具体包括：通过整流侧电流偏差、整流侧电压偏差、整流侧角度偏差和整流侧时间常数、增益建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过所述逆变侧电流偏差、逆变侧电压偏差、熄弧角偏差、逆变侧角度偏差和逆变侧时间常数、增益建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算逆变侧触发角。优选地，所述步骤S5具体包括：通过整流侧电流偏差、整流侧电压偏差选取整流侧时间常数、增益，通过所述整流侧时间常数、增益和所述整流侧角度偏差建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过逆变侧电流偏差、逆变侧电压偏差、熄弧角偏差选取逆变侧时间常数、增益，通过所述逆变侧时间常数、增益和所述逆变侧角度偏差建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算逆变侧触发角。本专利技术实施例中提供的一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模装置，包括：选取单元，用于在预定的交直流电网实时电磁暂态仿真模型中选取直流输电系统模型，在所述直流输电系统系统模型中选取整流侧换流器模型、逆变侧换流器模型、线路模型和控制模型；添加单元，用于在所述线路模型的整流侧线路末端添加电压录波装置和电流录波装置，在所述线路模型的逆变侧线路末端增加电压录波装置和电流录波装置，在所述逆变侧换流器模型中添加检测熄弧角的录波装置；连接单元，用于将电压录波装置、电流录波装置、检测熄弧角的录波装置的数据输出端分别与所述控制模型的数据输入端连接，将所述控制模型的数据输出端分别与整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端和逆变侧换流器模型的触发角命令数据输入端连接；第一建立单元，用于通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差，通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差；第二建立单元，用于通过所述整流侧控制模型的中间变量、所述整流侧角度偏差和预定的第三参数建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过逆变侧控制模型的中间变量、所述逆变侧角度偏差和预定的第四参数建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算出逆变侧触发角；发送单元，用于将所述整流侧触发角通过所述控制模型的数据输出端传输至所述整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端，将所述逆变侧触发角通过所述控制模型的数据输出端发送至所述逆变侧换流器模型触发角命令数据输入端。优选地，所述第一建立单元具体包括：第一计算子单元，具体用于通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数通过进行低压限流控制建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差；第二计算子单元，具体用于通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数通过进行低压限流控制建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差。优选地，所述第一计算子单元具体包括：第一建立模块，具体用于通过整流侧电压录波装置输出的数据、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的整流侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，其特征在于，包括：S1：在预定的交直流电网实时电磁暂态仿真模型中选取直流输电系统模型，在所述直流输电系统系统模型中选取整流侧换流器模型、逆变侧换流器模型、线路模型和控制模型；S2：在所述线路模型的整流侧线路末端添加电压录波装置和电流录波装置，在所述线路模型的逆变侧线路末端增加电压录波装置和电流录波装置，在所述逆变侧换流器模型中添加检测熄弧角的录波装置；S3：将电压录波装置、电流录波装置、检测熄弧角的录波装置的数据输出端分别与所述控制模型的数据输入端连接，将所述控制模型的数据输出端分别与整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端和逆变侧换流器模型的触发角命令数据输入端连接；S4：通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差，通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差；S5：通过所述整流侧控制模型的中间变量、所述整流侧角度偏差和预定的第三参数建立整流侧控制器‑触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过逆变侧控制模型的中间变量、所述逆变侧角度偏差和预定的第四参数建立逆变侧控制器‑触发角计算模型，计算出逆变侧触发角；S6：将所述整流侧触发角通过所述控制模型的数据输出端传输至所述整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端，将所述逆变侧触发角通过所述控制模型的数据输出端发送至所述逆变侧换流器模型触发角命令数据输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，其特征在于，包括：S1：在预定的交直流电网实时电磁暂态仿真模型中选取直流输电系统模型，在所述直流输电系统系统模型中选取整流侧换流器模型、逆变侧换流器模型、线路模型和控制模型；S2：在所述线路模型的整流侧线路末端添加电压录波装置和电流录波装置，在所述线路模型的逆变侧线路末端增加电压录波装置和电流录波装置，在所述逆变侧换流器模型中添加检测熄弧角的录波装置；S3：将电压录波装置、电流录波装置、检测熄弧角的录波装置的数据输出端分别与所述控制模型的数据输入端连接，将所述控制模型的数据输出端分别与整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端和逆变侧换流器模型的触发角命令数据输入端连接；S4：通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差，通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差；S5：通过所述整流侧控制模型的中间变量、所述整流侧角度偏差和预定的第三参数建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过逆变侧控制模型的中间变量、所述逆变侧角度偏差和预定的第四参数建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算出逆变侧触发角；S6：将所述整流侧触发角通过所述控制模型的数据输出端传输至所述整流侧换流器模型的触发角命令数据输入端，将所述逆变侧触发角通过所述控制模型的数据输出端发送至所述逆变侧换流器模型触发角命令数据输入端。2.根据权利要求1所述的实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：通过整流侧电压录波装置、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的第一参数通过进行低压限流控制建立整流侧控制模型，计算整流侧角度偏差，通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的第二参数通过进行低压限流控制建立逆变侧控制模型，计算出逆变侧角度偏差。3.根据权利要求2所述的实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：通过整流侧电压录波装置输出的数据、整流侧电流录波装置输出的数据和预定的整流侧惯性环节时间常数、整流侧功率值、整流侧功率模式指令值、整流侧电流值、电流整定值限幅、整流侧电压值、电压裕度、整流侧指令值通过进行低压限流控制建立整流侧控制模型，计算整流侧电流偏差、整流侧电压偏差、整流侧角度偏差；通过逆变侧电压录波装置、逆变侧电流录波装置、检测熄弧角的录波装置输出的数据和预定的逆变侧惯性环节时间常数、逆变侧熄弧角整定值、电流裕度、逆变侧电压参考值通过进行低压限流控制建立逆变侧控制模型，计算逆变侧电流偏差、逆变侧电压偏差、熄弧角偏差、逆变侧角度偏差。4.根据权利要求3所述的实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：通过整流侧电流偏差、整流侧电压偏差、整流侧角度偏差和整流侧时间常数、增益建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过所述逆变侧电流偏差、逆变侧电压偏差、熄弧角偏差、逆变侧角度偏差和逆变侧时间常数、增益建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算逆变侧触发角。5.根据权利要求4所述的实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：通过整流侧电流偏差、整流侧电压偏差选取整流侧时间常数、增益，通过所述整流侧时间常数、增益和所述整流侧角度偏差建立整流侧控制器-触发角计算模型，计算整流侧触发角，通过逆变侧电流偏差、逆变侧电压偏差、熄弧角偏差选取逆变侧时间常数、增益，通过所述逆变侧时间常数、增益和所述逆变侧角度偏差建立逆变侧控制器-触发角计算模型，计算逆变侧触发角。6.一种实时电磁暂态仿真的直流控制系统建模装置，其特征在于，包括：选取单元，用于在预定的交直流电网实时电磁暂态仿真模型中选取直流输电系统模型，在所述直流输电系统系统模型中选取整流侧换流器模型、逆变侧换流...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱良合，梁益，盛超，骆潘钿，张俊峰，杨汾艳，陈锐，刘正富，黄辉，郭敬梅，唐酿，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44