專利名稱：高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法
技術領域：
本發明涉及電力系統領域中的換流器建模方法，具體是指適用于各種運行 工況和故障情況下，交直流混聯系統動態特性分析的一種高壓直流輸電系統換 流器的動態相量建模方法。
背景技術：
高壓直流輸電技術以其在遠距離大容量輸電的優勢在國內外得到了廣泛的
應用。截至2008年，我國已有9項直流輸電工程投入運行，規劃中的直流輸電 工程超過20項。我國正逐步形成世界上最大的含多饋入直流輸電系統的混聯電 網，因此有必要對系統進行準確建模以研究其動態特性。
在高壓直流輸電系統中，換流器是典型的離散開關元件。對于大規模交直 流混聯電網，由于計算規模和時間的限制，難以對高壓直流輸電系統中的換流 器采用詳細的包含閥過程的電磁暫態模型，而采用過于簡化、忽略換流器動態 的模型又會使得分析缺乏準確性。目前已有應用于系統正常運行狀態下的換流 器動態相量模型的建模方法。采用該方法可在仿真中采取較大的步長，有效提 高計算速度的同時保持一定的工程精度。該方法是通過構造用于反映換流器開 關動作的電壓和電流開關函數，以此描述換流器交直流兩側電壓和電流關系。 具體是指，其所構造的開關函數假設了在各種擾動情況下換流器的開關動作不
受影響，即假設了三相交流電壓對稱，且換流器中各閥的開關動作保持對稱。 因此其所構造的開關函數為波形不變的周期性函數。然而，當交流系統發生不 對稱故障時，由于三相換相電壓不對稱，換流器將工作于非對稱狀態三相換 相角不相等且換流器中各換流閥的導通時刻也將發生偏移。此時，上述假設并 不成立。因此，波形不變的開關函數將無法反映交流不對稱故障下換流器的真 實動態特性。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點和不足，提供了 一種適用于各種運 行工況和故障情況下的高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法。該方法
8根據不對稱三相換相電壓對換流器開關動作的影響，構造由基本分量、換相分 量和修正分量組成的電壓和電流開關函數，突破現有換流器動態相量建模的應 用局限性，從而使之適用于交直流系統各種運行工況和故障情況下，有效提高 了計算的精度，減少了計算規模，滿足了工程應用所需。
本發明的目的通過下述技術方案實現 一種高壓直流輸電系統換流器的動 態相量建模方法，包括以下步驟
(1) 數據處理根據已知的換流器交流側相電壓的采樣值，計算相應的線 電壓，并利用現有的離散傅立葉變換，分別計算相電壓和線電壓的一階動態相
(2) 計算同步電壓相位的偏移將三個線電壓的一階動態相量轉換為a分 量和-分量，并分別根據a分量和々分量的幅值和相位，計算直流控制系統同 步電壓的相位^^;由三個線電壓的一階動態相量的相位，以及計算得到的p，， 分別計算同步電壓相位的偏移A&。、 A^u和A^v，其中下標^、 te和^分別 表示上述角度偏移以W、 &和m線電壓一階動態相量的相位為基準；
(3) 計算換流閥延遲導通角和實際觸發角比較已知的直流控制系統給出 的觸發角指令值和歩驟(2)中計算所得到的同歩電壓相位偏移的大小，計算換 流閥延遲導通角6U、 l和&。，以及實際觸發角cu、 ocfc禾Bc^，其中下標^、 &和ca分別表示上述角度對應于W、 和ca兩相換相；
(4) 計算換相角根據已知的換流器直流側電流的采樣值，通過離散傅立
葉變換，計算其零階動態相量；根據步驟(1)中所計算得到的線電壓的一階動 態相量和由步驟(3)所得到實際觸發角，以及已知的換流變壓器等值至閥側的 漏電抗A，計算a6、 6c和ca兩相換相時的換相角 和
(5) 計算開關函數的《階動態相量由步驟(3)和步驟(4)計算得到的 延遲導通角、實際觸發角和換相角，分別計算三相電壓和三相電流開關函數的《 階動態相量，并由此計算正序和負序電壓開關函數的《階動態相量以及正序和 負序電流開關函數的《階動態相量，其中g為任意非零整數；
(6) 計算換流器交流側電壓的正序和負序分量根據已知的換流器交流側 三相電壓的采樣值，通過離散傅立葉變換，計算其(p-g)階動態相量，其中p為 仟意整數，《為任意非零整數且《^p;根據計算所得的交流側三相電壓的&1) 階動態相量，計算其正序和負序分量；
(7) 構造換流器的動態相量模型根據已知的換流器直流側電流的采樣值，
通過離散傅立葉變換，計算換流器直流側電流的a^)階動態相量，其中^為任意整數且《^h根據步驟(5)計算所得的正序和負序電壓開關函數的《階動態
相量，以及換流器交流側三相電壓正序和負序分量的(p- )階動態相量，計算換
流器直流側電壓的/7階動態相量；根據步驟(5)計算所得的正序和負序電流開
關函數的《階動態相量，以及換流器直流側電流Ot-《)階動態相量，計算換流器
交流側電流正序和負序分量的A:階動態相量。
為更好的實現本發明，所述步驟(1)數據處理，具體是指通過離散傅立 葉變換計算換流器交流側"、6、 C三相電壓的一階動態相量〈w。〉,、 〈&X、 〈A〉，(下
標"l"表示一階)，并由下式計算換流母線相間電壓的一階動態相量
<formula>formula see original document page 10</formula>
〈"J,為換流母線ca相間電壓的一階動態相量、〈"。^為換流母線"6相間電壓 的一階動態相量、〈^二為換流母線fc相間電壓的一階動態相量。
所述步驟(2)計算同步電壓相位的偏移，具體是指設《="^^和 & 二^Z^分別表示換相電壓的《分量和々分量，其可由下式計算
<formula>formula see original document page 10</formula>
利用換相電壓的a分量f7。 =^^7。和換相電壓的y5分量^ =[/^%，由下列 公式計算直流控制系統同步電壓的相位^， Zsin pG + f/" cos , A
<formula>formula see original document page 10</formula>
式中，K和^分別為換相電壓的a分量和/ 分量的幅值；w。和^分別為換
相電壓的《分量和分量的相位；
設公式中下標m;F"ZK 6c、a、 6、 c分別表示三相中的一相；
根據交流系統發生不對稱故障時k"的相位&a、 〈^〉,的相位^、 〈％.〉,的
相位^e分別計算同步電壓的相位偏移A&。、 A&6、 A爐^
化。= - A" △n"u240°
其中A^為m相間同歩電壓的相位偏移，A^u為W相間同歩電壓的相位 偏移，Ap&為6c相間同歩電壓的相位偏移。所述步驟(3)計算換流閥延遲導通角和實際觸發角，具體是指根據直流 控制系統的觸發角指令《。，計算兩相換相時換流閥延遲導通角& 和實際觸發角
<formula>formula see original document page 11</formula>
上式中，各個角度均以滯后為正，超前為負。
所述步驟(4)計算換相角，具體是指設/^ 為附"兩相換相時的換相角， 通過離散傅立葉變換計算換流器直流側電流的零階動態相量〈。〉。(下標"0"表示
零階)，并根據換流變壓器等值至閥側的漏電抗X"實際觸發角 和換流母線 相間電壓一階動態相量幅值l〈^二l ，代入以下公式計算/^":
l =
義
所述步驟(5)計算開關函數的《階動態相量，具體是指
5. 1由下式公式計算得到開關函數基本分量的《階動態相量^〉 和開關函數
修正分量的《階動態相量〈
<formula>formula see original document page 11</formula>
其中，《為任意非零整數；e為自然對數的底數；/為虛數單位; 5. 2由下列公式計算電壓開關函數換相分量的《階動態相量^，
5叫
,和電流開關函數換相分量的g階動態相量O,
<formula>formula see original document page 11</formula><formula>formula see original document page 12</formula>
式中，1〈""l為〈tU,的幅值，cc則為實際觸發角； 5.3計算三相電壓開關函數的g階動態相量〈&。、、 <^^、 〈&、和三相電流 開關函數的g階動態相量<formula>formula see original document page 12</formula>
式中，<formula>formula see original document page 12</formula><formula>formula see original document page 13</formula>
其中，&6、 Ae和Aa分別為W、 Z)C和Cfl兩相換相時的換流閥延遲導通角； 和^。分別為"6、 6c和M兩相換相時的換相角；
5.4由化。〉q、 〈&\、 〈^〉《計算正序、負序電壓開關函數的《階動態相量，
由fe。〉一 〈&〉9、 fe丄計算正序、負序電流開關函數的《階動態相量
<formula>formula see original document page 13</formula>式中<formula>formula see original document page 13</formula>A為正序電流開關函數的《階動態相量，〈《》為負序電流 開關函數的《階動態相量，〈《》為正序電壓開關函數的《階動態相量，〈《》為負
序電壓開關函數的《階動態相量。
所述步驟(6)計算換流器交流側電壓的的正序和負序分量，具體是指通 過公式計算換流器交流側三相電壓正序分量的《)階動態相量"+〉—和換流器
交流側三相電壓負序分量的階動態相量<formula>formula see original document page 13</formula>其中，p為任意非零整數，《為任意非零整數且《^, 〈o^ 、 kl—,和〈"》,，i分
別為換流母線a、 6、 c三相電壓的(/>^)階動態相量，可由離散傅立葉變換計算得到。
所述歩驟(7)構造換流器的動態相量模型，具體是指根據現有的換流器 動態相量模型，由下式建立適用于各種運行工況和不對稱情況下的換流器動態 相量模型式中，〈r〉^為換流器交流側電流正序分量的A:階動態相量、〈r》為換流器交
流側電流負序分量的t階動態相量；〈",〉p為換流器直流側電壓的p階動態相量； 〈<、為正序電流開關函數的< 階動態相量，〈《》為負序電流開關函數的g階動態
相量、<<〉9為正序電壓開關函數的《階動態相量、〈(》為負序電壓開關函數的《 階動態相量，〈^h是通過離散傅立葉變換計算得到的換流器直流側電流的a力)
階動態相量。
所述離散傅立葉變換，具體是指-
對于7v點離散序列(x[/]L^ ， =i>—7》、[/]
一 — /=1
式中，e為自然對數的底數，y'為虛數單位，W表示采樣點數，其中1^/SW， 〈x》表示x的&階動
態相量。
本發明與現有技術相比，具有如下優點和有益效果
(1) 鑒于當交流系統發生不對稱故障時，在換流器的不對稱開關動作下， 直流系統將向交流系統注入的電流中包含正序和負序分量。而現有的換流器動 態相量模型所采用的開關函數是波形不變的周期性函數，不能反映換流器的不 對稱開關動作，因此其不能準確計及上述直流系統將向交流系統注入的電流中 的正序分量，更不能計及其中的負序分量，使計算誤差較大。本發明提供了一 種能適用于各種正常運行工況和故障情況下交直流混合系統中動態特性仿真計 算的動態相量模型。該模型能準確計算交流系統發生不對稱故障時，直流系統 將向交流系統注入的正序和負序電流，從而發展了換流器動態相量建模方法， 突破了傳統動態相量模型應用的局限性，填補了現有技術中的空白，對大規模 交直流混聯系統動態特性的研究具有重要意義。
(2) 有效的提高了計算精度，滿足工程應用所需；當交流系統發生不對稱 故障時，直流系統將向交流系統注入的電流中包含正序和負序分量，因此必須 精確這兩個分量才能保證計算精度。當前廣泛應用的換流器模型是準穩態模型。 該模型采用的理想化的假設使之在交流系統發牛不對稱故障的情況下難以滿足 工程所需。本發明構造了可反映交流系統不對稱條件下換流器開關動作的開關
14函數，從而建立了相應的換流器動態相量模型。該模型能準確計算上述交流電 流中正序和負序分量，有效的提高了計算精度。
(3)有效的降低了計算規模。本發明所提的動態相量模型具有伸縮性，即 可根據問題求解的需要，忽略電壓和電流中不關注的若干階動態相量，從而實 現模型的簡化，有效降低了計算規模。


圖1是本發明高壓直流輸電系統中換流器的結構示意圖2是分別應用本發明所述換流器動態相量模型和現有換流器動態相量模 型，以及應用PSCAD/EMTDC仿真軟件，計算直流側電壓零階動態相量的比較 示意圖3(a)是分別采用圖2的三種方式計算交流側a相電流一階動態相量的比 較示意圖3(b)是分別采用圖2的三種方式計算換流器交流側電流的正序分量的一 階動態相量比較示意圖-，
圖3(c)是分別采用圖2的三種方式計算換流器交流側電流的負序分量的一 階動態相量比較示意圖。
具體實施例方式
下面結合實施例及附圖，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施 方式不限于此。
本發明高壓直流輸電系統中換流器的結構如圖1所示，取數據窗^的長度 為20毫秒，取得『,中的換流器交流側"、6和c相電壓和直流側電流的采樣值 {"。 = ,""2'，…,"w];
W"]L—<.v+c""C2，"C3"..，"cw];
(下標l， 2， 3，…，W表不20毫秒內的各個采樣點，對應2kHz的采樣頻率， W =0.02x2000 = 40 );
對于W點離散序列{x[/]}|sfeA, ， 〈A = 式中，e為自然對數的底數，乂為虛數單位，W表示采樣點數，其中BBW， 〈x〉(表示x的&階動態相量。
1.利用離散傅立葉變換，分別計算"。、叫和^的一階動態相量，如: 〈K"》,I化0Z90。
=500.552245.81° ;
Z% =480.982146.58。
4'
計算相應的線電壓一階動態相:
1〈"》'々。=500.552245.81° 々c -1〈w》J々i = 747.71Z105.22° 〈O' — 〈" 〉,|々-1〈"c〉J々c "80.98Z-33.42°
將〈"。厶、〈WA和〈^X轉換為《分量《和"分〗 ""化
:仏c>。
i
0
1
0
-1/2 -1/2
-1/2 -力/2.
-1/2.
480.982-33.42° 500.55Z245.8r 747.71Z105,22°
概98力33.42。 680.172269.57°
由《和^計算直流控制系統同步電壓的相位p，: t/a sin % +cos &
屯—
t/a cos % -sin ^
480.98sin -123.42° + 680.17cos( 179.57°
、14.01°
480.98cos(-123.42" —680.7sin(179.57"乂
%b禾卩Pbc ， 以及A，，計算同步電壓的相{立偏移A^。 、 A^。a 、 A^te:
根據& △^=-19.82、 A隊.=0.68c; At =19.40°;
根據直流控制系統的觸發角指令a。，如"。=8.71'，計算換流閥延遲導通角
l和^
2
16& =10.70°;
計算實際觸發角ct^、 《&和CU: =28.53°;
" 7 = o°;
5. t^據換流器直流側電流的采樣值，通過離散傅立葉變換計算換流器直流側電 流的零階動態相量〈"。，如〈"。=3.01";
6. 根據換流變壓器等值至閥側的漏電抗《(《=7。91歐姆)、實際觸發角《^和 l化〉,l計算換相角
= COS
/i&c = COS
/1
-"。,21.59°
乂 廣
仏
一一i
= cos
COS 一
/1
,c =25.81°
一《 =35.17°.
乂
7.根據由步驟4所得的延遲導通角和實際觸發角，以及由步驟6所得的換相角， 計算a、 6和c相電壓開關函數的《階動態相量〈、〉g、 "^和〈^〉9，以及"、6
和c相電流開關函數的《階動態相量〈s,二、 "^和化A，分別以其中的負一階
動態相量為例
〈A〉—t =0.0699+乂0.5469
〈^〉—！ =-0.0524-/0.0279
〈 〉—,=。
〈s(〉 , 0.0524+_/0.0279 〈s—〉—,-0.il 39—，0481
〈、丄=,5+/0'1455
=-0.1525 -乂0.0757 =0,0588 -j'0,1173 =0'0937 +，1930
則<formula>formula see original document page 18</formula>計算正序電流開關函數的《階動態相量W、，負序電流開關函數的《階動態 相量〈《》，正序電壓開關函數的《階動態相量〈^》，負序電壓開關函數的《階動 態相量(s丄，分別以其中的負一階動態相量為例，式中"=一^3:
<formula>formula see original document page 18</formula>8.通過離散傅立葉變換，由交流電壓的采樣值計算換流器交流側三相電壓正序 分量的階動態相量〈"+〉和換流器交流側三相電壓負序分量的階動態
相量"」，以一階動態相量為例，即p二O,《=-1:
pi
35.40 23.57. -9.88 + 乂42.81
和〈<
計算與本數據窗對應的換流器直流側電
9.根據 +
壓的p階動態相量"〉p，以零階動態相量為例〈"rf〉。=387.17W;
通過離散傅立葉變換，計算直流電流的采樣值計算換流器直流側電流的 a-《)階動態相量化〉^，并由fc〉h、 〈<\和〈《\計算換流器交流側電流正序
分量的A階動態相量化〉和換流器交流側電流負序分量的A階動態相量〈r〉，分
別以一階動態相量為例，即&=1, g = -1: 〈/+〉 =-0.28-j'l-60
〈/ —〉 =-0.026 +
1 3
+ I
18IO.沿時間軸方向平移數據窗M，并以『2表示平移后的數據窗。取得『2中的
換流器交流側"、6和C相電壓和直流側電流的采樣值并重復步驟1至步驟9， 可得與『2對應的〈 〉p、 d和〈「k。隨著數據窗的不斷平移，由各數據窗對應
的〈^〉p、《l和〈z—L，即可得到其隨時間的變化曲線，如附圖2和附圖3(")、附 圖3(6)、附圖3(c)所示。
以整流側換流母線發生單相金屬性故障為例，將本發明應用于基于南方電
網貴廣二回高壓直流輸電系統詳細模型(HVDC)的交直流系統動態特性計算， 并分別與應用PSCAD/EMTDC電磁暫態仿真軟件和現有換流器動態相量得到的 仿真結果相比較，圖2是分別應用本發明所述直流系統換流器的動態相量模型 和現有換流器動態相量模型，以及應用PSCAD/EMTDC仿真軟件，計算直流側 電壓零階動態相量的比較示意圖；圖3(力是分別采用上述三種方式計算交流側" 相電流一階動態相量的比較示意圖；圖3(6)是分別采用圖2的三種方式計算換流 器交流側電流正序分量的一階動態相量比較示意圖；圖3(c)是分別采用圖2的三 種方式計算換流器交流側電流負序分量的一階動態相量比較示意圖。
由于在PSCAD/EMTDC仿真軟件中，換流器采用詳細的電磁暫態模型，能 實時的反應數據變化，其計算結果的正確性得到業內的公認，因此其它所提出 的簡化模型均通過與之對比來檢測準確性。
在圖2和圖3(力、圖3(6)、圖3(c)中，曲線1為應用本發明高壓直流輸電系 統換流器的動態相量模型計算的結果，曲線2為應用現有換流器動態相量模型 計算的結果，曲線3為應用PSCAD/EMTDC仿真軟件計算的結果。對比結果可 知，與現有換流器動態相量模型相比，應用本發明所得到的計算結果更接近于 詳細模型，大幅提高了計算精度。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受所述實 施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1、一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法，其特征在于具體包括以下步驟(1)數據處理根據已知的換流器交流側相電壓的采樣值，計算相應的線電壓，并利用現有的離散傅立葉變換，分別計算相電壓和線電壓的一階動態相量；(2)計算同步電壓相位的偏移將三個線電壓的一階動態相量轉換為α分量和β分量，并分別根據α分量和β分量的幅值和相位，計算直流控制系統同步電壓的相位 id="icf0001" file="A2009100402410002C1.tif" wi="8" he="3" top= "83" left = "52" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>由三個線電壓的一階動態相量的相位，以及計算得到的 id="icf0002" file="A2009100402410002C2.tif" wi="8" he="3" top= "83" left = "177" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>分別計算同步電壓相位的偏移 id="icf0003" file="A2009100402410002C3.tif" wi="21" he="4" top= "89" left = "85" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>和 id="icf0004" file="A2009100402410002C4.tif" wi="9" he="4" top= "89" left = "114" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>其中下標ab、bc和ca分別表示上述角度偏移以ab、bc和ca線電壓一階動態相量的相位為基準；(3)計算換流閥延遲導通角和實際觸發角比較已知的直流控制系統給出的觸發角指令值和步驟(2)中所計算得到的同步電壓相位偏移的大小，計算換流閥延遲導通角θab、θbc和θca，以及實際觸發角αab、αbc和αca，其中下標ab、bc和ca分別表示上述角度對應于ab、bc和ca兩相換相；(4)計算換相角根據已知的換流器直流側電流的采樣值，通過離散傅立葉變換，計算其零階動態相量；根據步驟(1)中所計算得到的線電壓的一階動態相量和由步驟(3)所得到實際觸發角，以及已知的換流變壓器等值至閥側的漏電抗Xr，計算ab、bc和ca兩相換相時的換相角μab、μbc和μca；(5)計算開關函數的q階動態相量由步驟(3)和步驟(4)計算得到的延遲導通角、實際觸發角和換相角，分別計算三相電壓和三相電流開關函數的q階動態相量，并由此分別計算正序和負序電壓開關函數的q階動態相量以及正序和負序電流開關函數的q階動態相量，其中q為任意非零整數；(6)計算換流器交流側電壓的正序和負序分量根據已知的換流器交流側三相電壓的采樣值，通過離散傅立葉變換，計算其(p-q)階動態相量，其中p為任意整數，q為任意非零整數且q≠p；根據計算所得的交流側三相電壓的(p-q)階動態相量，計算其正序和負序分量；(7)構造換流器的動態相量模型根據已知的換流器直流側電流的采樣值，通過離散傅立葉變換，計算換流器直流側電流的(k-q)階動態相量，其中k為任意整數且q≠k；根據步驟(5)計算所得的正序和負序電壓開關函數的q階動態相量，以及換流器交流側三相電壓正序和負序分量的(p-q)階動態相量，計算換流器直流側電壓的p階動態相量；根據步驟(5)計算所得的正序和負序電流開關函數的q階動態相量，以及換流器直流側電流(k-q)階動態相量，計算換流器交流側電流正序和負序分量的k階動態相量。
2、 根據權利要求1所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法，其特征在于所述離散傅立葉變換，具體是指 對于 〃 點離散序列M吼有，〈X》=i>—^ W一 一 /-1式中，e為自然對數的底數，/為虛數單位，iV表示采樣點數，其中b"w， 〈A表示x的A:階動態相量。
3、 根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方 法，其特征在于所述步驟(1)數據處理，具體是指通過離散傅立葉變換計算換流器交流側a、 6、 c三相電壓的一階動態相量 〈"。>,、〈"A、 〈&X，其中下標'T，表示一階，并由下式計算換流母線相間電壓的一 階動態相量〈"。》,=〈"》,-〈"。〉,〈"4〈O,=〈"》「〈"》，為換流母線c"相間電壓的一階動態相量、〈"。^為換流母線"6相間電壓 的一階動態相量、〈^X為換流母線&相間電壓的一階動態相量。
4、 根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法，其特征在于所述步驟(2)計算同步電壓相位的偏移，具體是指設《zL/。ZA和[^-^Z^分別表示換相電壓的《分量和y5分量，可由下式計算出—2—1 -1/2-1/2—i0 7^/2-#利用換相電壓的《分量^。 =^2化和換相電壓的yS分量^ ^f/,Z"，由下列公式計算直流控制系統同步電壓的相位^": 「 t/a si，"十"p sin^ 、 、t7ff sm ^ " — 〃^ sm w〃 乂式中，f/。和^分別為換相電壓的cc分量和"分量的幅值；^和^分別為換相電壓的《分量和"分量的相位；設公式中下標/朋::"6、 &'、 "、 6、 C分別表示三相中的-相；根據交流系統發生不對稱故障時〈、丄的相位&。、 〈"。A的相位爐。6、 〈"Ji的 相位9^，分別計算同步電壓的相位偏移A%。、 A&6、 A外c:<formula>formula see original document page 4</formula>其中A&。為ca相間同步電壓的相位偏移，A^w為ab相間同步電壓的相位 偏移，A^為bc相間同步電壓的相位偏移。
5、 根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方 法，其特征在于所述步驟(3)計算換流閥延遲導通角和實際觸發角，具體是 指根據直流控制系統的觸發角指令《。，計算兩相換相時換流閥延遲導通角 和實際觸發角<formula>formula see original document page 4</formula>上式中，各個角度均以滯后為正，超前為負。
6、 根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方 法，其特征在于所述步驟(4)計算換相角，具體是指設為,""兩相換相時的換相角，通過離散傅立葉變換計算換流器直流側 電流的零階動態相量〈/,〉。，其中下標"0"表示零階，并根據換流變壓器等值至閥 側的漏電抗《、實際觸發角 和換流母線相間電壓一階動態相量幅值|〈~ 〉'|，代入以下公式計算/V":<formula>formula see original document page 4</formula>
7、 根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法，其特征在于所述歩驟(5)計算開關函數的《階動態相量，具體是指5.]由下式公式計算得到丌關函數基本分量的《階動態相量"^和開關函數修正分量的《階動態相量〈^,〉"、〈、丄、〈<<formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 5</formula>其中，《為任意非零整數；e為自然對數的底數；/為虛數單位; 5. 2由下列公式計算電壓開關函數換相分量的《階動態相量^，、 >和電流開關函數換相分量的《階動態相量^<formula>formula see original document page 5</formula>式中，1〈"^l為〈"4的幅值，ct則為實際觸發角；5.3計算三相電壓開關函數的《階動態相量化入、<^>《、〈& 和三相電 流開關函數的《階動態相量〈&、、 〈&、、<formula>formula see original document page 5</formula><formula>formula see original document page 0</formula>
8、根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方 法，其特征在于所述步驟(6)計算換流器交流側電壓的的正序和負序分量， 具體是指-通過公式計算換流器交流側三相電壓正序分量的階動態相量〈"+U口 換流器交流側三相電壓負序分量的(/7-《)階動態相量〈":〉—其中，p為任意非零整數，9為任意非零整數且《^A 〈"。〉w 、k〉M和〈"。〉^分別為換流母線"、6、 C三相電壓的(,《)階動態相量，可由離散傅立葉變換計算 得到。
9、根據權利要求2所述的一種高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方 法，其特征在于所述步驟(7)構造換流器的動態相量模型，具體是指，由下 式建立適用于各種運行工況和不對稱情況下的換流器動態相量模型式中，〈/^為換流器交流側電流正序分量的/t階動態相量、〈r》為換流器交流側電流負序分量的/t階動態相量；〈^〉p為換流器直流側電壓的/7階動態相量； 〈s,+》為正序電流開關函數的《階動態相量，〈《》為負序電流開關函數的？階動態 相量、〈s,:》為正序電壓開關函數的g階動態相量、〈《》為負序電壓開關函數的《階動態相4， 〈/》h是通過離散傅立葉變換計算得到的4流器直流側電流的a、》 階動態相量。
全文摘要
本發明公開了一種適用于各種運行工況和故障情況下高壓直流輸電系統換流器的動態相量建模方法。根據換流母線相間電壓的一階動態相量和直流電流零階動態相量，以及直流控制系統的觸發角指令，計算換流器中各換流閥的實際觸發角、換相角和換流閥延遲導通角；根據實際觸發角、換相角和換流閥延遲導通角來計算三相電壓開關函數和三相電流開關函數；由上述三相電壓開關函數和三相電流開關函數建立換流器的動態相量模型。該方法可實現交流各種運行工況和故障情況下換流器動態相量模型的建立，降低了計算量，其精度能滿足工程應用所需，可應用于各種正常運行工況和故障下交直流混聯系統中交流系統動態特性的仿真分析。
文檔編號G06F17/50GK101577422SQ20091004024
公開日2009年11月11日 申請日期2009年6月15日 優先權日2009年6月15日
發明者朱革蘭, 李志鏗, 李海鋒, 鋼 王 申請人:華南理工大學