【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高压直流输电阻抗建模及稳定性分析领域，尤其是涉及一种二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法及相关装置。
技术介绍
1、新能源开发目前逐步向沙漠、戈壁、荒漠以及深远海地区推进发展。新能源经高压直流送出成为新能源基地化、规模化开发的主导形式。基于大容量二极管整流器与小容量模块化多电平变换器(modular multilevel converter，mmc)并联的混合直流送出方案，损耗小、成本低、体积重量小、可靠性高，以及能为无源系统构建电压频率，在大规模新能源开发外送上具有广阔的应用前景。
2、由新能源发电与直流输电所采用的电力电子装置控制交互作用引发的系统振荡问题日益凸出。近年来，诸多新能源经柔直送出工程发生了多起振荡事故，严重影响系统安全稳定运行。二极管整流与mmc混合直流送出系统采用的也是电力电子装置，新能源经二极管整流与mmc混合直流送出系统是100％电力电子化电力系统，振荡风险尤为突出，制约了二极管整流与mmc混合直流技术的发展及工程化应用。
3、二极管整流与mmc混合直流交流端口阻抗的准确获取是指导系统振荡问题分析及解决的基本前提。现有阻抗获取主要是采用谐波线性化方法对基于全控型器件构成的两电平变换器、模块化多电平变换器建立交流端口阻抗模型。现有阻抗获取方法存在以下局限性问题：
4、(1)基于平均值建模的阻抗获取方法不适用于二极管整流数学建模。全控型器件开关频率通常在2khz以上，通过采用高频pwm调制，两电平变换器、模块化多电平变换器可以进行低频线性化等效，通过建立其平
5、(2)现有阻抗获取是针对单一类型电力电子装置，未考虑两种及以上类型电力电子装置间的动态交互影响。无论是基于两电平变换器的风电、光伏，还是基于模块化多电平变换器的svg、mmc，阻抗获取仅针对单一类型电力电子装置。然而，二极管整流与mmc混合直流是由两种类型电力电子装置构成，并且两种类型电力电子装置工作原理、导通方式不同。二极管整流与mmc交、直流侧均并联，两者之间存在动态交互影响，二极管整流宽频率范围特征谐波将渗透至mmc，导致mmc运行特性变化；同理，mmc控制特性也会对二极管整流运行特性产生至关重要影响。二极管整流与mmc交直流侧宽频率范围多谐波交互导致混合直流阻抗获取困难。
6、(3)现有方法通常将电力电子装置直流侧看成理想电源，未考虑直流输电线路耦合影响。已有研究表明，直流母线动态特性对基于两电平变换器的风电、光伏交流端口阻抗产生重要影响。而现有mmc阻抗获取通常将其直流侧看作理想电压源，未考虑直流输电线路的动态耦合影响。对于二极管整流与mmc混合直流而言，直流输电线路为二极管整流、mmc多谐波交互提供了耦合通路，导致混合直流交流端口阻抗准确获取困难。
7、因此，亟需提出一种新的方法来准确的获取二极管整流与mmc混合直流交流端口阻抗，为新能源经二极管整流与mmc混合直流送出系统振荡分析以及稳定性提升提供关键技术支撑。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法及相关装置，以解决现有技术无法准确获取二极管整流与mmc混合直流阻抗的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，包括：
4、建立二极管整流与mmc混合直流系统；稳定运行后，在所述二极管整流与mmc混合直流系统的送端交流pcc叠加频率fp的正序电压扰动计算获得二极管整流三绕组变压器高压侧绕组电压小信号；
5、根据二极管整流与mmc混合直流系统中二极管整流器交流电压到直流电压变换关系，计算得到二极管整流直流电压小信号
6、根据二极管整流与mmc混合直流系统中二极管整流器直流电流到交流电流变换关系，计算得到二极管整流交流电流小信号
7、采用双重傅里叶级数计算得到二极管整流开关函数；
8、基于二极管整流与mmc混合直流系统，计算得到mmc交流联接变压器高压侧绕组电压小信号；
9、建立mmc桥臂平均值模型，根据kvl关系，计算得到mmc桥臂电流小信号；
10、根据mmc三相上、下桥臂电流共模、差模关系，计算得到mmc交流电流、环流、直流电流小信号；
11、根据mmc控制策略，计算得到mmc桥臂调制信号的小信号；
12、建立直流输电线路等值模型；
13、基于所述直流输电线路等值模型，计算得到二极管整流与mmc混合直流和直流输电线路小信号耦合关系；
14、计算计及二极管整流和mmc多谐波交互的混合直流交流端口阻抗。
15、第二方面，本专利技术提供一种二极管整流与mmc混合直流阻抗获取装置，包括：
16、第一建模模块，用于建立二极管整流与mmc混合直流系统；稳定运行后，在所述二极管整流与mmc混合直流系统的送端交流pcc叠加频率fp的正序电压扰动计算获得二极管整流三绕组变压器高压侧绕组电压小信号；
17、第一电压计算模块，用于根据二极管整流与mmc混合直流系统中二极管整流器交流电压到直流电压变换关系，计算得到二极管整流直流电压小信号
18、第一电流计算模块，用于根据二极管整流与mmc混合直流系统中二极管整流器直流电流到交流电流变换关系，计算得到二极管整流交流电流小信号
19、开关函数计算模块，用于采用双重傅里叶级数计算得到二极管整流开关函数；
20、第二电压计算模块，用于基于二极管整流与mmc混合直流系统，计算得到mmc交流联接变压器高压侧绕组电压小信号；
21、第二电流计算模块，用于建立mmc桥臂平均值模型，根据kvl关系，计算得到mmc桥臂电流小信号；
22、第三电流计算模块，用于根据mmc三相上、下桥臂电流共模、差模关系，计算得到mmc交流电流、环流、直流电流小信号；
23、调制信号计算模块，用于根据mmc控制策略，计算得到mmc桥臂调制信号的小信号；
24、第二建模模块，用于建立直流输电线路等值模型；
25、耦合模块，用于基于所述直流输电线路等值模型，计算得到二极管整流与mmc混合直流和直流输电线路小信号耦合关系；
26、阻抗获取模块，用于计算计及二极管整流和mmc多谐波交互的混合直流交流端口阻抗。
27、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法。
28、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现所述的二极管整流与mmc本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述二极管整流与MMC混合直流系统包括：滤波器(1)、二极管整流三绕组变压器(2)、MMC交流联接变压器(3)、二极管整流器(4)、MMC(5)、二极管整流平波电抗器(6)、MMC平波电抗器(7)、直流输电线路(8)和受端换流站(9)；
3.根据权利要求1所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述计算获得二极管整流三绕组变压器高压侧绕组电压小信号的步骤，具体包括：
4.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述根据二极管整流与MMC混合直流系统中二极管整流器交流电压到直流电压变换关系，计算得到二极管整流直流电压小信号的步骤中，二极管整流直流电压小信号解析表达式为：
5.根据权利要求4所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述根据二极管整流与MMC混合直流系统中二极管整流器直流电流到交流电流变换关系，计算得到二极管整流交流电
6.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述采用双重傅里叶级数计算得到二极管整流开关函数的步骤，具体包括：
7.根据权利要求1所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述基于二极管整流与MMC混合直流系统，计算得到MMC交流联接变压器高压侧绕组电压小信号的步骤，具体包括：
8.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述建立MMC桥臂平均值模型，根据KVL关系，计算得到MMC桥臂电流小信号的步骤，具体包括：
9.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述根据MMC三相上、下桥臂电流共模、差模关系，计算得到MMC交流电流、环流、直流电流小信号的步骤，具体包括：
10.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述根据MMC控制策略，计算得到MMC桥臂调制信号的小信号的步骤，具体包括：
11.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述建立直流输电线路等值模型的步骤，具体包括：
12.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述基于所述直流输电线路等值模型，计算得到二极管整流与MMC混合直流和直流输电线路小信号耦合关系的步骤，具体包括：
13.根据权利要求2所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述计算计及二极管整流和MMC多谐波交互的混合直流交流端口阻抗的步骤，具体包括：
14.二极管整流与MMC混合直流阻抗获取装置，其特征在于，包括：
15.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至13中任意一项所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至13中任意一项所述的二极管整流与MMC混合直流阻抗获取方法。
...【技术特征摘要】
1.二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述二极管整流与mmc混合直流系统包括：滤波器(1)、二极管整流三绕组变压器(2)、mmc交流联接变压器(3)、二极管整流器(4)、mmc(5)、二极管整流平波电抗器(6)、mmc平波电抗器(7)、直流输电线路(8)和受端换流站(9)；
3.根据权利要求1所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述计算获得二极管整流三绕组变压器高压侧绕组电压小信号的步骤，具体包括：
4.根据权利要求2所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述根据二极管整流与mmc混合直流系统中二极管整流器交流电压到直流电压变换关系，计算得到二极管整流直流电压小信号的步骤中，二极管整流直流电压小信号解析表达式为：
5.根据权利要求4所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述根据二极管整流与mmc混合直流系统中二极管整流器直流电流到交流电流变换关系，计算得到二极管整流交流电流小信号的步骤中，二极管整流交流电流小信号的解析表达式为：
6.根据权利要求2所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述采用双重傅里叶级数计算得到二极管整流开关函数的步骤，具体包括：
7.根据权利要求1所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗获取方法，其特征在于，所述基于二极管整流与mmc混合直流系统，计算得到mmc交流联接变压器高压侧绕组电压小信号的步骤，具体包括：
8.根据权利要求2所述的二极管整流与mmc混合直流阻抗...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖云涛，王伟胜，李光辉，何国庆，刘可可，马俊华，甄妮，雷雨，王俊，吴昊宇，殷嘉棋，李朝阳，贺丹凤，赵茹，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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