The invention discloses a flexible DC transmission system modeling method based on VSC. The electromagnetic transient simulation efficiency of the flexible DC transmission system is determined by the overall complexity of the flexible DC transmission system. The more VSC number, the greater the overall operation of the system and the lower efficiency, the new model of the flexible DC transmission system based on VSC In order to improve the calculation efficiency of the whole system model, a method to judge the progressive stability of the DC transmission system model is first proposed. Then, the order of the system model and the complexity of the model are reduced to achieve the purpose of improving the efficiency of the calculation. Finally, a new method of correcting the steady state error is put forward to reduce the new model of the invention. The deviation between the method and the traditional modeling method is steady. Under the premise of ensuring the precision, the complexity of the mathematical model of the flexible DC transmission system will not change exponentially with the complexity of the system, and the complexity of the model is optimized. It is of great significance for the researchers of the VSC HVDC.
【技术实现步骤摘要】
一种基于VSC的柔性直流输电系统建模方法
本专利技术涉及柔性直流输电技术,特别是涉及一种基于VSC的柔性直流输电系统建模方法。
技术介绍
自“电”这一自然现象被世人发现以来,电的传输经历了从直流传输到交流传输再到交直流共存的技术演变。近年来,随着高压大功率全控型电力电子器件(IGBT等)的蓬勃发展,柔性直流输电(VSC-HVDC)作为新一代输电技术,能够弥补传统交流输电系统的不足之处,解决传统交流交流输电系统面临的诸多问题,为输电技术的再次变革和构建未来新电网架构提供了一个新颖的解决方案。较传统直流输电,VSC-HVDC具备许多优点。例如VSC不仅不需要交流侧提供无功功率,而且VSC本身能够起到静止同步补偿器的作用,能够提供动态无功补偿,稳定交流母线电压,VSC采用全控型可关断电力电子器件,不存在换相失败问题等等。VSC-HVDC的诸多优点使其可以广泛应用于电网互联、新能源并网、孤岛供电等领域。总的来说,对于传统应用场景(如背靠背直流输电,实现两个交流系统的互联),柔性直流输电系统的建模方法已获得大量充分的研究,然而在某些特定的应用背景,柔性直流水队按系统的建模问题仍需要进一步研究和完善。随着柔性直流输电技术及风力发电技术的飞速发展,多端直流输电系统(VoltageSourcedConverterBasedMulti-TerminalHVDC,VSC-MTDC)逐渐涌现,多端直流输电系统主要用于实现大规模多点网互联、消纳规模化风电对主网络的负面影响,我国已经建立“浙江舟山五端柔性直流输电科技示范工程”和“南澳多端柔性直流输电示范工程”,其中“南澳多端柔性直 ...
【技术保护点】
1.一种基于VSC的柔性直流输电系统建模方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:将目标系统按照交流子系统、直流子系统和交直流连接子系统划分,分别建立各子系统的动态模型,然后通过交直流连接子系统形成全系统的动态模型,计算柔性直流输电系统的平衡点,再将系统动态模型在平衡点处线性化,最终得到柔性直流输电系统的小信号模型;S2:将步骤S1中建立的柔性直流输电系统小信号模型改写成状态空间形式,即{A,B,C},并确定其输入向量u,输出向量y,求得矩阵P、矩阵Q,使用李雅普诺夫函数V(x)验证柔性直流输电系统是渐进稳定且最小实现的;其中,A为系统矩阵,B为控制矩阵,C为输出矩阵;S3:对步骤S2实施过程中求得的矩阵P、矩阵Q作Cholesky分解,使P=LPxsjLPxsjT、Q=LQxsjLQxsjT,其中,LPxsj为矩阵P Cholesky分解对应的下三角矩阵,LQxsj为矩阵Q Cholesky分解对应的下三角矩阵;然后对矩阵LPxsjLQxsjT作SVD分解,使LPxsjLQxsjT=U∑VT,其中∑=diag{σ1,σ2,…,σn},σ1,σ2,…,σn为柔性直流输电系统的Hankel奇 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于VSC的柔性直流输电系统建模方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:将目标系统按照交流子系统、直流子系统和交直流连接子系统划分,分别建立各子系统的动态模型,然后通过交直流连接子系统形成全系统的动态模型,计算柔性直流输电系统的平衡点,再将系统动态模型在平衡点处线性化,最终得到柔性直流输电系统的小信号模型;S2:将步骤S1中建立的柔性直流输电系统小信号模型改写成状态空间形式,即{A,B,C},并确定其输入向量u,输出向量y,求得矩阵P、矩阵Q,使用李雅普诺夫函数V(x)验证柔性直流输电系统是渐进稳定且最小实现的;其中,A为系统矩阵,B为控制矩阵,C为输出矩阵;S3:对步骤S2实施过程中求得的矩阵P、矩阵Q作Cholesky分解,使P=LPxsjLPxsjT、Q=LQxsjLQxsjT,其中,LPxsj为矩阵PCholesky分解对应的下三角矩阵,LQxsj为矩阵QCholesky分解对应的下三角矩阵;然后对矩阵LPxsjLQxsjT作SVD分解,使LPxsjLQxsjT=U∑VT,其中∑=diag{σ1,σ2,…,σn},σ1,σ2,…,σn为柔性直流输电系统的Hankel奇异值,且满足σ1≥σ2≥…≥σn,U为LPxsjLQxsjT作SVD分解后得到的一个分解矩阵,n为系统矩阵A的阶数,V为LPxsjLQxsjT作SVD分解后得到的另一个分解矩阵,令T=LPxsjTU∑-1/2,使用矩阵T对系统进行变换,得到A′=T-1AT,B′=T-1B,C′=CT,将矩阵A′分成四块,即A′11∈Rk×k,A′12∈Rk×(n-k),A′21∈R(n-k)×k,A′22∈R(n-k)×(n-k),将B′矩阵分成两块,即B′1∈Rk×p,B′2∈R(n-k)×p,将矩阵C′分成两...
【专利技术属性】
技术研发人员:李先允,李晗,王书征,
申请(专利权)人:南京工程学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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