一种柔性直流输电工程的验证方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性直流输电工程的验证方法及系统，包括：基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加，获得叠加后的谐波电压并提取所有工况下PCC点的最大谐波电压；基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能结果。本发明专利技术提供了一种检验设计的柔性直流输电工程的性能是否符合要求的方法。

A verification method and system of flexible HVDC project

The invention discloses a verification method and system for a flexible DC transmission project, which includes: Based on the operation parameters of the PCC at the public access point when the AC system is connected to the flexible DC converter station in the flexible DC transmission project, the multiple harmonic voltages generated by the AC system and the flexible DC converter station at the PCC point under different working conditions are obtained; for the AC system and the flexible DC converter under the same working condition The same harmonic voltage generated by the current station at the PCC point is superposed to obtain the superposed harmonic voltage and extract the maximum harmonic voltage of the PCC point under all working conditions; based on the relationship between the maximum harmonic voltage of the PCC point under all working conditions and the preset standard, the performance results of the flexible DC transmission project are verified. The invention provides a method for checking whether the performance of the designed flexible DC transmission project meets the requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性直流输电工程的验证方法及系统
本专利技术涉及柔性直流输电工程领域，具体涉及一种柔性直流输电工程的验证方法及系统。
技术介绍
随着全球能源互联网的建设，现有的输变电技术和装备已无法适应洲际电力传输的需要，而柔性直流输电具有功率调节灵活快速、不需无功补偿、输电距离远等特点，在可再生能源并网、直流网络构建、异步电网互联、大型城市供电等场合具有显著优势，且随着未来电压等级和容量的进一步提升，柔性直流输电技术将在推动洲际间电能高效传输、大规模可再生能源接入、大电网互联等方面，发挥重要的作用，实现全球能源互联网战略的重要技术手段之一。随着各国柔性直流输电技术的不断发展和日益成熟，将柔性直流输电系统分析与设计技术拓展应用于全球市场已成为重要趋势。与各国内设置的标准相比，其余国家对柔性直流输电系统谐波含量的标准有不同的规定和要求，因此亟需开展对其余国家柔性直流输电工程相应的分析计算，来验证本国设计的柔性直流输电工程的性能。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在没有验证柔性直流系统性能方法的不足，本专利技术提供的一种柔性直流输电工程的验证方法，包括：基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加，获得叠加后的谐波电压并提取所有工况下PCC点的最大谐波电压；基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能。优选的，所述基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压，包括：基于交流系统谐波阻抗、交流系统谐波电压和各柔性直流换流站谐波阻抗，获得不同工况下交流系统在PCC点产生的多次谐波电压；基于交流系统谐波阻抗、各柔性直流换流站谐波阻抗和柔性直流换流站输出谐波电压，获得不同工况下柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；其中，所述运行参数，包括：交流系统谐波阻抗和交流系统谐波电压，以及同一工况下的多个柔性直流换流站谐波阻抗和柔性直流换流站输出谐波电压。优选的，所述柔性直流换流站谐波阻抗，按下式计算：式中：Z_converter(s)：在s域的柔性直流换流站谐波阻抗；Rline：交流线路的等效电阻；Lline：交流线路的等效电感；Lt：变压器短路阻抗所对应的电感值；Kt：变压器Y-Y侧的变比；Larm：每个桥臂的等效电感。优选的，所述柔性直流换流站输出谐波电压的获取，包括：在系统有功功率无功功率曲线中选取至少2组工况进行仿真；通过仿真计算不同工况下柔性直流换流站输出谐波电压。优选的，所述通过仿真计算不同工况下柔性直流换流站输出谐波电压之后，还包括：基于设置的谐波电压幅值表达式验证不同工况下柔性直流换流站输出谐波电压。优选的，所述谐波电压幅值表达式，如下式所示：式中：Mharm(n)：柔性直流换流站输出谐波电压的幅值；UdcN：额定直流电压；N：不考虑冗余状态下的子模块个数；θi：前1/4个周期内阶梯波电平从第i-1个跳变至第i个的角度；i：电平数；n：谐波次数；M：最大输出电平；其中，所述前1/4个周期内阶梯波电平从第i-1个跳变至第i个的角度θi，按下式计算：θi＝arcsin[(2i-1)/mN]式中：m：调制度。优选的，所述交流系统在PCC点产生的多次谐波电压，按下式计算：式中，交流系统在PCC点产生的第k次谐波电压；Zw_converter：第k次谐波下柔性直流换流站的第w个谐波阻抗；Z_sys：交流系统谐波阻抗；Vbackground：交流系统谐波电压。优选的，所述柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压，按下式计算：式中：柔性直流换流站在PCC点产生的第j次谐波电压；Zw_converter：第i次谐波下柔性直流换流站的第w个谐波阻抗；Z_sys：交流系统谐波阻抗；Vconverter：柔性直流换流站输出谐波电压。优选的，按下式对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加：式中：交流系统在PCC点产生的第k次谐波电压；柔性直流换流站在PCC点产生的第j次谐波电压；Uh：交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压叠加后的第h次谐波电压；α：过程参数。优选的，所述基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能，包括：基于所有工况下PCC点的最大谐波电压，验证换流器输出电压对交流系统的影响；当所有工况下PCC点的最大谐波电压>预设标准时，则设计的所述柔性直流输电工程的性能合格，否则所述柔性直流输电工程的性能不合格。优选的，所述基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能，还包括：当所述柔性直流输电工程的性能不合格时，基于所有工况下PCC点的最大谐波电压设计交流滤波器的参数。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种柔性直流输电工程的验证系统，包括：获取模块，用于基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；叠加模块，用于对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加，获得叠加后的谐波电压并提取所有工况下PCC点的最大谐波电压；验证模块，用于基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能。优选的，所述获取模块，包括：获取交流系统参数单元，用于基于交流系统谐波阻抗、交流系统谐波电压和各柔性直流换流站谐波阻抗，获得不同工况下交流系统在PCC点产生的多次谐波电压；获取参数单元，用于基于交流系统谐波阻抗、各柔性直流换流站谐波阻抗和柔性直流换流站输出谐波电压，获得不同工况下柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；其中，所述运行参数，包括：交流系统谐波阻抗和交流系统谐波电压，以及同一工况下的多个柔性直流换流站谐波阻抗和柔性直流换流站输出谐波电压。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的技术方案，基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加，获得叠加后的谐波电压并提取所有工况下PCC点的最大谐波电压；基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能结果，提供了一种检验设计的柔性直流输电工程的性能是否符合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性直流输电工程的验证方法，其特征在于，包括：/n基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；/n对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加，获得叠加后的谐波电压并提取所有工况下PCC点的最大谐波电压；/n基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性直流输电工程的验证方法，其特征在于，包括：
基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；
对同一工况下所述交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的同次谐波电压进行叠加，获得叠加后的谐波电压并提取所有工况下PCC点的最大谐波电压；
基于所有工况下PCC点的最大谐波电压和预设标准的关系，验证柔性直流输电工程的性能。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于柔性直流输电工程中交流系统接入柔性直流换流站时公共接入点PCC处的运行参数，获得不同工况下交流系统和柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压，包括：
基于交流系统谐波阻抗、交流系统谐波电压和各柔性直流换流站谐波阻抗，获得不同工况下交流系统在PCC点产生的多次谐波电压；
基于交流系统谐波阻抗、各柔性直流换流站谐波阻抗和柔性直流换流站输出谐波电压，获得不同工况下柔性直流换流站在PCC点产生的多次谐波电压；
其中，所述运行参数，包括：交流系统谐波阻抗和交流系统谐波电压，以及同一工况下的多个柔性直流换流站谐波阻抗和柔性直流换流站输出谐波电压。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述柔性直流换流站谐波阻抗，按下式计算：



式中：Z_converter(s)：在s域的柔性直流换流站谐波阻抗；Rline：交流线路的等效电阻；Lline：交流线路的等效电感；Lt：变压器短路阻抗所对应的电感值；Kt：变压器Y-Y侧的变比；Larm：每个桥臂的等效电感。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述柔性直流换流站输出谐波电压的获取，包括：
在系统有功功率无功功率曲线中选取至少2组工况进行仿真；
通过仿真计算不同工况下柔性直流换流站输出谐波电压。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过仿真计算不同工况下柔性直流换流站输出谐波电压之后，还包括：
基于设置的谐波电压幅值表达式验证不同工况下柔性直流换流站输出谐波电压。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述谐波电压幅值表达式，如下式所示：



式中：Mharm(n)：柔性直流换流站输出谐波电压的幅值；UdcN：额定直流电压；N：不考虑冗余状态下的子模块个数；θi：前1/4个周期内阶梯波电平从第i-1个跳变至第i个的角度；i：电平数；n：谐波次数；M：最大输出电平；
其中，所述前1/4个周期内阶梯波电平从第i-1个跳变至第i个的角度θi，按下式计算：
θi＝arcsin[(2i-1)/mN]
式中：m：调制度。


7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交流系统在PCC点产生的多次谐波电压，按下式计算：



式中，交流系统在PCC点产生的第k...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂莉，杨杰，许韦华，庞辉，阳岳希，孔明，马巍巍，孙雯，裘鹏，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国网浙江省电力有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11