CN107134772B - 一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，涉及电力系统仿真技术领域，解决了现有的机电暂态仿真方法不适用于多端混合直流输电系统，导致不能准确分析出多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性的技术问题。该多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法包括：获取多端混合直流输电系统的等效电路；根据该等效电路，获得该等效电路的导纳矩阵Y，以及由多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I；根据导纳矩阵Y和列向量I，获取由各换流站的直流电压值组成的列向量V，其中，YV＝I；根据列向量I和列向量V，获得多端混合直流输电系统机电暂态仿真结果。本发明应用于多端混合直流输电系统的机电暂态仿真。

Description

一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法
技术领域
本发明涉及电力系统仿真技术领域，尤其涉及一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法。
背景技术
多端直流输电系统是指含有多个整流站和/或多个逆变站的直流输电系统，与两端直流输电系统相比，多端直流输电系统运行更为灵活，经济性更好。
根据整流站和逆变站中换流器类型的不同，多端直流输电系统可以分为多端常规直流输电系统、多端柔性直流输电系统和多端混合直流输电系统，其中，多端常规直流输电系统的整流站和逆变站中的换流器均为LCC型换流器(line commutated converter，电网换相换流器)，多端柔性直流输电系统的整流站和逆变站中的换流器均为VSC型换流器(voltage source converter，电压源换流器)，多端混合直流输电系统的整流站和逆变站中的换流器既有LCC型换流器，也有VSC型换流器，与多端常规直流输电系统和多端柔性直流输电系统相比，多端混合直流输电系统将LCC型换流器和VSC型换流器结合使用，可以提高直流输电系统的运行性能，实现更大规模、更远距离和更稳定可靠的直流输电，因此，现有电网中通常使用多端混合直流输电系统进行输电。
目前，通常使用机电暂态仿真来模拟多端直流输电系统的运行情况，以分析多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性，然而，现有的机电暂态仿真方法只适用于多端常规直流输电系统和多端柔性直流输电系统，并不适用于多端混合直流输电系统，导致不能准确分析出多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，用于模拟多端混合直流输电系统的运行情况，从而准确分析出多端混合直流输电系统的动态性能和运行稳定性。
为达到上述目的，本发明提供一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，采用如下技术方案：
该多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法包括：
获取多端混合直流输电系统的等效电路；
根据所述多端混合直流输电系统的等效电路，获得所述多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y，以及由所述多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I；
根据所述多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由各所述换流站的注入电流值组成的列向量I，获取由各所述换流站的直流电压值组成的列向量V，其中，YV＝I；
根据由各所述换流站的注入电流值组成的列向量I和由各所述换流站的直流电压值组成的列向量V，获得所述多端混合直流输电系统机电暂态仿真结果。
与现有技术相比，本发明提供的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法具有以下有益效果：
在本发明提供的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法中，在获取了多端混合直流输电系统的等效电路，以及通过该多端混合直流输电系统的等效电路，获得了多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I之后，能够根据多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y、由多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I，以及由各换流站的直流电压值组成的列向量V之间的关系式：YV＝I，获得由各换流站的直流电压值组成的列向量V，最后，根据由各换流站的注入电流值组成的列向量I和由各换流站的直流电压值组成的列向量V，即可获得多端混合直流输电系统机电暂态仿真结果，从而使得工作人员在分析多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性时，就能够根据该仿真结果，准确地分析出多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的多端混合直流输电系统中常规直流换流站的等效电路图；
图3为本发明实施例提供的多端混合直流输电系统中柔性直流换流站的等效电路图；
图4为本发明实施例提供的多端混合直流输电系统中直流线路的等效电路图；
图5为本发明实施例提供的多端混合直流输电系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的多端混合直流输电系统的等效电路图。
附图标记说明：
1—整流站，2—第一逆变站，3—第二逆变站，
L1—第一条直流线路，L2—第二条直流线路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，包括：
步骤S1、获取多端混合直流输电系统的等效电路。示例性地，上述步骤S1中，可根据待仿真的多端混合直流输电系统中常规直流换流站的个数、柔性直流换流站的个数以及直流线路的条数，构建多端混合直流输电系统的等效电路，该等效电路的构建方法与现有的多端常规直流输电系统和多端柔性直流输电系统的等效电路构建方法相同，本领域技术人员可参照现有的直流输电系统的等效电路构建方法进行构建。
步骤S2、根据多端混合直流输电系统的等效电路，获得多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y，以及由多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I。
步骤S3、根据多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由各换流站的注入电流值组成的列向量I，获取由各换流站的直流电压值组成的列向量V，其中，YV＝I。
步骤S4、根据由各换流站的注入电流值组成的列向量I和由各换流站的直流电压值组成的列向量V，获得多端混合直流输电系统机电暂态仿真结果。
在本实施例提供的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法中，在获取了多端混合直流输电系统的等效电路，通过该多端混合直流输电系统的等效电路，获得了多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I之后，就能够根据多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y、由多端混合直流系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I，以及由各换流站的直流电压值组成的列向量V之间的关系式：YV＝I，获得由各换流站的直流电压值组成的列向量V，最后，根据由各换流站的注入电流值组成的列向量I和由各换流站的直流电压值组成的列向量V，即可获得多端混合直流输电系统机电暂态仿真结果，从而使得工作人员在分析多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性时，就能够根据该仿真结果，准确地分析出多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性。
示例性地，多端混合直流输电系统可包括N个常规直流换流站，M个柔性直流换流站和L条直流线路，其中，N、M和L均为大于或等于1的整数，则上述步骤S1中，获取多端混合直流输电系统的等效电路的步骤可包括：
步骤S11、分别获取N个常规直流换流站的等效电路。
示例性地，如图2所示，每个常规直流换流站的等效电路可由常规直流换流站的等效恒定电流源与常规直流换流站的等效恒定电阻并联形成。
步骤S12、分别获取M个柔性直流换流站的等效电路。
示例性地，如图3所示，每个柔性直流换流站的等效电路可由柔性直流换流站的等效受控电流源与柔性直流换流站的等效恒定电阻并联形成。
步骤S13、分别获取L个直流线路的等效电路。
示例性地，如图4所示，每个直流线路的等效电路可由直流线路的等效受控电流源与直流线路的等效恒定电阻并联形成。
步骤S14、根据N个常规直流换流站的等效电路、M个柔性直流换流站的等效电路和L个直流线路的等效电路，获得多端混合直流输电系统的等效电路。
示例性地，按照待模拟的多端混合直流输电系统中，常规直流换流站、柔性直流换流站和直流线路的具体连接关系，连接上述常规直流换流站的等效电路、柔性直流换流站的等效电路和直流线路的等效电路，即可获得待模拟的多端混合直流输电系统的等效电路。
示例性地，当常规直流换流站的等效电路由常规直流换流站的等效恒定电流源与常规直流换流站的等效恒定电阻并联形成时：
常规直流换流站的等效恒定电流源的值可设定为Ieq-LCC，
Figure BDA0001284485690000061
其中，kT为常规直流换流站中变压器的变比，Vt为常规直流换流站的换流母线的交流线电压的有效值，θ为常规直流换流站中换流器的控制角，Xc为常规直流换流站中变压器的等效电抗；常规直流换流站的等效恒定电阻的值可设定为Req-LCC，
Figure BDA0001284485690000062
其中，nt为常规直流换流站中换流器的桥数。
示例性地，当柔性直流换流站的等效电路由柔性直流换流站的等效受控电流源与柔性直流换流站的等效恒定电阻并联形成时：
柔性直流换流站的等效受控电流源的值可设定为Ieq-VSC，
Figure BDA0001284485690000063
其中，Pdc为柔性直流换流站的直流功率，Udc-VSC为柔性直流换流站的直流电压，Cvsc为柔性直流换流站中换流器的等效电容，Δt为多端混合直流输电系统机电暂态仿真的仿真步长，U'dc-VSC为上一仿真步长时柔性直流换流站的直流电压，I'C为上一仿真步长时柔性直流换流站的对地电流；柔性直流换流站的等效恒定电阻的值可设定为Req-VSC，
Figure BDA0001284485690000064
示例性地，当直流线路的等效电路由直流线路的等效受控电流源与直流线路的等效恒定电阻并联形成时：
直流线路的等效受控电流源的值可设定为Ihist，
Figure BDA0001284485690000071
其中，U'dc1为上一仿真步长时直流线路的第一端的换流站的直流电压，U'dc2为上一仿真步长时直流线路的第二端的换流站的直流电压，R为直流线路的实际电阻，L为直流线路的实际电感，I′line为上一仿真步长时直流线路的直流电流；直流线路的等效恒定电阻的值可设定为Rline，Rline＝R+2L/Δt。
在根据上述常规直流换流站的等效电路、柔性直流换流站的等效电路和直流线路的等效电路，获得多端混合直流输电系统的等效电路之后，获取由各所换流站的直流电压值组成的列向量V的步骤包括：
步骤一，设定柔性直流换流站的直流电压的初始值为
Figure BDA0001284485690000072
步骤二，根据柔性直流换流站的直流电压的初始值
Figure BDA0001284485690000073
获得柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000074
步骤三，根据柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000075
常规直流换流站的等效恒定电流源的值Ieq-LCC和直流线路的等效受控电流源的值Ihist，获得由各换流站的注入电流值组成的初始列向量I0。
步骤四，根据多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由各换流站的注入电流值组成的初始列向量I0，获取由各换流站的直流电压值组成的初始列向量V0。
步骤五，根据由各换流站的直流电压值组成的初始列向量V0，获得第1次仿真计算得到的柔性直流换流站的直流电压
Figure BDA0001284485690000076
步骤六，根据第一次计算得到的柔性直流换流站的直流电压
Figure BDA0001284485690000077
获得第1次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000078
步骤七，根据柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000081
和第1次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000082
获得柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000083
与第1次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000084
之间的最大偏差
Figure BDA0001284485690000085
步骤八，当
Figure BDA0001284485690000086
小于或等于ε时，仿真计算结束，其中，ε为常数；当
Figure BDA0001284485690000087
大于ε时，重复步骤三至步骤七，直到第k次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000088
与第k-1次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000089
之间的最大偏差
Figure BDA00012844856900000810
小于或等于ε时，仿真计算结束。
示例性地，当
Figure BDA00012844856900000811
大于ε，重复步骤三至步骤七时，第k次仿真计算时直流线路的直流电流的值
Figure BDA00012844856900000812
为：
Figure BDA00012844856900000813
其中，
Figure BDA00012844856900000814
为第k次仿真计算时直流线路的第一端的换流站的直流电压，
Figure BDA00012844856900000815
为第k次仿真计算时直流线路的第二端的换流站的直流电压，
Figure BDA00012844856900000816
为第k次仿真计算时直流线路的等效受控电流源的值。在获取了第k次仿真计算时直流线路的直流电流的值
Figure BDA00012844856900000817
之后，即可在第k+1次仿真计算时，利用第k次仿真计算时直流线路的直流电流的值
Figure BDA00012844856900000818
获得第k+1次仿真计算时直流线路的等效受控电流源的值。
示例性地，当
Figure BDA00012844856900000819
大于ε，重复步骤三至步骤七时，第k次仿真计算时柔性直流换流站的对地电流的值
Figure BDA00012844856900000820
为：
Figure BDA00012844856900000821
其中，
Figure BDA00012844856900000822
为第k次仿真计算时柔性直流换流站的直流电压，
Figure BDA00012844856900000823
为第k次仿真计算时柔性直流换流站的等效受控电流源的值。在获取了第k次仿真计算时柔性直流换流站的对地电流的值
Figure BDA00012844856900000824
之后，即可在第k+1次仿真计算时，利用第k次仿真计算时柔性直流换流站的对地电流的值
Figure BDA00012844856900000825
获得第k+1次仿真计算时柔性直流换流站的等效受控电流源的值。
示例性地，上述第k次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源
Figure BDA0001284485690000091
与第k-1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源
Figure BDA0001284485690000092
之间的最大偏差
Figure BDA0001284485690000093
为：
Figure BDA0001284485690000094
其中，i＝1,2,...,M；上述常数ε的取值范围为可以为小于或等于0.001的正整数，从而使得通过上述仿真方法获得的仿真结果的误差更小，能够提高对端混合直流输电系统的仿真精度，有利于工作人员根据该仿真结果准确分析出多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性。
为了本领域技术人员更好的理解与实施上述多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，下面本发明实施例将给出一个上述多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法的应用举例：
示例性地，如图5所示，该多端混合直流输电系统包括整流站1、第一逆变站2和第二逆变站3，其中，整流站1为常规直流换流站，第一逆变站2和第二逆变站3均为柔性直流换流站，每个换流站均通过交流线路与一台发电机相连。整流站1通过第一条直流线路L1与第一逆变站2相连，第一逆变站2通过第二条直流线路L2与第二逆变站3相连。
需要说明的是，本发明实施例中只对多端混合直流输电系统的直流系统部分的仿真方法进行说明，不涉及交流线路和发电机部分。
首先，获取上述多端混合直流输电系统的等效电路。
具体地，将整流站等效为如图2所示的等效电路，其中，整流站的等效恒定电流源的值设定为Ieq-LCC，
Figure BDA0001284485690000095
kT为整流站中变压器的变比，Vt为整流站的换流母线的交流线电压的有效值，θ为整流站中换流器的控制角(即整流器的触发角)，Xc为整流站中变压器的等效电抗；整流站的等效恒定电阻的值设定为Req-LCC，
Figure BDA0001284485690000101
nt为整流站中换流器的桥数。
将每个逆变站等效为如图3所示的等效电路，其中，第一逆变站的等效受控电流源的值设定为Ieq-VSC1，
Figure BDA0001284485690000102
Pdc1为第一逆变站的直流功率，Udc-VSC1为第一逆变站的直流电压，Cvsc1为第一逆变站中换流器(即逆变器)的等效电容，Δt为多端混合直流输电系统机电暂态仿真的仿真步长，U'dc-VSC1为上一仿真步长时第一逆变站的直流电压，I'C1为上一仿真步长时第一逆变站的对地电流，第一逆变站的等效恒定电阻的值设定为Req-VSC1，
Figure BDA0001284485690000103
第二逆变站的等效受控电流源的值设定为Ieq-VSC2，
Figure BDA0001284485690000104
Pdc2为第二逆变站的直流功率，Udc-VSC2为第二逆变站的直流电压，Cvsc2为第二逆变站中换流器(即逆变器)的等效电容，Δt为多端混合直流输电系统机电暂态仿真的仿真步长，U'dc-VSC2为上一仿真步长时第二逆变站的直流电压，I'C2为上一仿真步长时第二逆变站的对地电流，第二逆变站的等效恒定电阻的值设定为Req-VSC2，
Figure BDA0001284485690000105
将每个直流线路等效为如图4所示的等效电路，其中，第一条直流线路的等效受控电流源的值设定为Ihist1，
Figure BDA0001284485690000106
U'dc1为上一仿真步长时整流站的直流电压，U'dc2为上一仿真步长时第一逆变站的直流电压(即上述Udc-VSC1)，R1为第一条直流线路的实际电阻，L1为第一条直流线路的实际电感，I′line1为上一仿真步长时第一条直流线路的直流电流，第一条直流线路的等效恒定电阻的值设定为Rline1，Rline1＝R1+2L1/Δt；第二条直流线路的等效受控电流源的值设定为Ihist2，
Figure BDA0001284485690000111
U'dc3为上一仿真步长时第二逆变站的直流电压(即上述Udc-VSC2)，R2为第二条直流线路的实际电阻，L2为第二条直流线路的实际电感，I′line2为上一仿真步长时第二条直流线路的直流电流；第二条直流线路的等效恒定电阻的值设定为Rline2，Rline2＝R2+2L2/Δt。
将整流站的等效电路、第一逆变站的等效电路、第二逆变站的等效电路、第一条直流线路的等效电路和第二条直流线路的等效电路，按照上述多端直流输电系统中的连接关系进行连接，获得如图6所示的多端混合直流输电系统的等效电路。
然后，根据如图6所示的多端混合直流输电系统的等效电路，即可获得多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由整流站和各逆变站的注入电流值组成的列向量I：
Figure BDA0001284485690000112
Figure BDA0001284485690000113
接着，通过以下步骤获得由整流站和各逆变站的直流电压值组成的列向量V：
步骤一，设定第一逆变站和第二逆变站的直流电压的初始值为
Figure BDA0001284485690000114
为800kV。
步骤二，根据第一逆变站和第二逆变站的直流电压的初始值
Figure BDA0001284485690000115
获得第一逆变站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000121
和第二逆变站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000122
步骤三，根据第一逆变站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA0001284485690000123
第二逆变站的等效受控电流源的初始
Figure BDA0001284485690000124
整流站的等效恒定电流源的值Ieq-LCC、第一条直流线路的等效受控电流源的值Ihist1和第二条直流线路的等效受控电流源的值Ihist2，获得由整流站和各逆变站的注入电流值组成的初始列向量I0。
步骤四，根据多端混合直流系统的等效电路的导纳矩阵Y和由整流站和各逆变站的注入电流值组成的初始列向量I0，获取由整流站和各逆变站的直流电压值组成的初始列向量V0。
步骤五，根据由整流站和各逆变站的直流电压值组成的初始列向量V0，获得第1次仿真计算得到的第一逆变站的直流电压
Figure BDA0001284485690000125
和第二逆变站的直流电压
Figure BDA0001284485690000126
步骤六，根据第1次仿真计算得到的第一逆变站的直流电压
Figure BDA0001284485690000127
和第二逆变站的直流电压
Figure BDA0001284485690000128
获得第1次仿真计算得到的第一逆变站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000129
和第1次仿真计算得到的第二逆变站的等效受控电流源的值
Figure BDA00012844856900001210
步骤七，根据第一逆变站和第二逆变站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA00012844856900001211
第1次仿真计算得到的第一逆变站的等效受控电流源的值
Figure BDA00012844856900001212
和第1次仿真计算得到的第二逆变站的等效受控电流源的值
Figure BDA00012844856900001213
获得第一逆变站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA00012844856900001214
与第1次仿真计算得到的第一逆变站的等效受控电流源的值
Figure BDA00012844856900001215
之间的偏差
Figure BDA00012844856900001216
以及第二逆变站的等效受控电流源的初始值
Figure BDA00012844856900001217
与第1次仿真计算得到的第二逆变站的等效受控电流源的值
Figure BDA00012844856900001218
之间的偏差
Figure BDA00012844856900001219
取
Figure BDA00012844856900001220
与
Figure BDA00012844856900001221
中的较大的值为
Figure BDA00012844856900001222
步骤八，当
Figure BDA00012844856900001223
小于或等于ε时，仿真计算结束，其中，设定ε的值为0.001；当
Figure BDA0001284485690000131
大于ε时，重复步骤三至步骤七，直到第k次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000132
与第k-1次仿真计算得到的柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure BDA0001284485690000133
之间的最大偏差
Figure BDA0001284485690000134
小于或等于ε时，仿真计算结束，其中，
Figure BDA0001284485690000135
示例性地，当
Figure BDA0001284485690000136
大于ε，重复步骤三至步骤七时，第k次仿真计算时任意一条直流线路的直流电流的值
Figure BDA0001284485690000137
为：
Figure BDA0001284485690000138
其中，
Figure BDA0001284485690000139
为第k次仿真计算时任意一条直流线路的第一端的换流站的直流电压，
Figure BDA00012844856900001310
为第k次仿真计算时任意一条直流线路的第二端的换流站的直流电压，
Figure BDA00012844856900001311
为第k次仿真计算时任意一条直流线路的等效受控电流源的值。在获取了第k次仿真计算时任意一条直流线路的直流电流的值
Figure BDA00012844856900001312
之后，即可在第k+1次仿真计算时，利用第k次仿真计算时任意一条直流线路的直流电流的值
Figure BDA00012844856900001313
获得第k+1次仿真计算时任意一条直流线路的等效受控电流源的值。
示例性地，当
Figure BDA00012844856900001314
大于ε，重复步骤三至步骤七时，第k次仿真计算时任意一个柔性直流换流站(本实施例中为第一逆变站和第二逆变站)的对地电流的值
Figure BDA00012844856900001315
为：
Figure BDA00012844856900001316
其中，
Figure BDA00012844856900001317
为第k次仿真计算时任意一个柔性直流换流站的直流电压，
Figure BDA00012844856900001318
为第k次仿真计算时任意一个柔性直流换流站的等效受控电流源的值。在获取了第k次仿真计算时任意一个柔性直流换流站的对地电流的值
Figure BDA00012844856900001319
之后，即可在第k+1次仿真计算时，利用第k次仿真计算时任意一个柔性直流换流站的对地电流的值
Figure BDA00012844856900001320
获得第k+1次仿真计算时任意一个柔性直流换流站的等效受控电流源的值。
最后，即可根据通过以上步骤获得的由多端混合直流系统中整流站和各逆变站的注入电流值组成的列向量I和由整流站和各逆变站的直流电压值组成的列向量V，获得上述对多端混合直流系统的机电暂态仿真结果，根据该仿真结果，就能够准确地分析出上述多端直流输电系统的动态性能和运行稳定性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，包括：
获取多端混合直流输电系统的等效电路，所述多端混合直流输电系统的换流器包括LCC型换流器和VSC型换流器；
根据所述多端混合直流输电系统的等效电路，获得所述多端混合直流输电系统的等效电路的导纳矩阵Y，以及由所述多端混合直流输电系统中各换流站的注入电流值组成的列向量I；
根据所述多端混合直流输电系统的等效电路的导纳矩阵Y和由各所述换流站的注入电流值组成的列向量I，获取由各所述换流站的直流电压值组成的列向量V，其中，YV＝I；
根据由各所述换流站的注入电流值组成的列向量I和由各所述换流站的直流电压值组成的列向量V，获得所述多端混合直流输电系统机电暂态仿真结果；
获取由各所述换流站的直流电压值组成的列向量V的步骤包括：
步骤一，设定柔性直流换流站的直流电压的初始值为
Figure FDA0002500428350000011
步骤二，根据所述柔性直流换流站的直流电压的初始值
Figure FDA0002500428350000012
获得所述柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure FDA0002500428350000013
Figure FDA0002500428350000014
步骤三，根据所述柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure FDA0002500428350000015
常规直流换流站的等效恒定电流源的值Ieq-LCC和直流线路的等效受控电流源的值Ihist，获得由各所述换流站的注入电流值组成的初始列向量I0；
步骤四，根据所述多端混合直流输电系统的等效电路的导纳矩阵Y和由各所述换流站的注入电流值组成的初始列向量I0，获取由各所述换流站的直流电压值组成的初始列向量V0；
步骤五，根据由各所述换流站的直流电压值组成的初始列向量V0，获得第1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的直流电压
Figure FDA0002500428350000016
步骤六，根据第1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的直流电压
Figure FDA0002500428350000021
获得第1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure FDA0002500428350000022
步骤七，根据所述柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure FDA0002500428350000023
和第1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure FDA0002500428350000024
获得所述柔性直流换流站的等效受控电流源的初始值
Figure FDA0002500428350000025
与第1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure FDA0002500428350000026
之间的最大偏差
Figure FDA0002500428350000027
步骤八，当
Figure FDA0002500428350000028
小于或等于ε时，仿真计算结束，其中，ε为大于零的常数；
当
Figure FDA0002500428350000029
大于ε时，重复步骤三至步骤七，直到第k次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure FDA00025004283500000210
与第k-1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值
Figure FDA00025004283500000211
之间的最大偏差
Figure FDA00025004283500000212
小于或等于ε时，仿真计算结束。
2.根据权利要求1所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，所述多端混合直流输电系统包括N个常规直流换流站，M个柔性直流换流站和L条直流线路，其中，N、M和L均为大于或等于1的整数；
所述获取多端混合直流输电系统的等效电路的步骤包括：
分别获取N个所述常规直流换流站的等效电路；
分别获取M个所述柔性直流换流站的等效电路；
分别获取L个所述直流线路的等效电路；
根据N个所述常规直流换流站的等效电路、M个所述柔性直流换流站的等效电路和L个所述直流线路的等效电路，获得所述多端混合直流输电系统的等效电路。
3.根据权利要求2所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，所述常规直流换流站的等效电路由所述常规直流换流站的等效恒定电流源与所述常规直流换流站的等效恒定电阻并联形成；
所述常规直流换流站的等效恒定电流源的值为Ieq-LCC，
Figure FDA0002500428350000031
其中，kT为所述常规直流换流站中变压器的变比，Vt为所述常规直流换流站的换流母线的交流线电压的有效值，θ为所述常规直流换流站中换流器的控制角，Xc为所述常规直流换流站中变压器的等效电抗；
所述常规直流换流站的等效恒定电阻的值为Req-LCC，
Figure FDA0002500428350000032
nt为所述常规直流换流站中换流器的桥数。
4.根据权利要求3所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，所述柔性直流换流站的等效电路由所述柔性直流换流站的等效受控电流源与所述柔性直流换流站的等效恒定电阻并联形成；
所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值为Ieq-VSC，
Figure FDA0002500428350000033
其中，Pdc为所述柔性直流换流站的直流功率，Udc-VSC为所述柔性直流换流站的直流电压，Cvsc为所述柔性直流换流站中换流器的等效电容，Δt为所述多端混合直流输电系统机电暂态仿真的仿真步长，U'dc-VSC为上一仿真步长时所述柔性直流换流站的直流电压，I'C为上一仿真步长时所述柔性直流换流站的对地电流；
所述柔性直流换流站的等效恒定电阻的值为Req-VSC，
Figure FDA0002500428350000034
5.根据权利要求4所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，所述直流线路的等效电路由所述直流线路的等效受控电流源与所述直流线路的等效恒定电阻并联形成；
所述直流线路的等效受控电流源的值为Ihist，
Figure FDA0002500428350000041
其中，U'dc1为上一仿真步长时所述直流线路的第一端的换流站的直流电压，U'dc2为上一仿真步长时所述直流线路的第二端的换流站的直流电压，R为所述直流线路的实际电阻，L为所述直流线路的实际电感，I′line为上一仿真步长时所述直流线路的直流电流；
所述直流线路的等效恒定电阻的值为Rline，Rline＝R+2L/Δt。
6.根据权利要求1所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，当
Figure FDA0002500428350000042
大于ε，重复步骤三至步骤七时，第k次仿真计算时所述直流线路的直流电流的值
Figure FDA0002500428350000043
为：
Figure FDA0002500428350000044
其中，
Figure FDA0002500428350000045
为第k次仿真计算时所述直流线路的第一端的换流站的直流电压，
Figure FDA0002500428350000046
为第k次仿真计算时所述直流线路的第二端的换流站的直流电压，
Figure FDA0002500428350000047
为第k次仿真计算时所述直流线路的等效受控电流源的值。
7.根据权利要求1所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，当
Figure FDA0002500428350000048
大于ε，重复步骤三至步骤七时，第k次仿真计算时所述柔性直流换流站的对地电流的值
Figure FDA0002500428350000049
为：
Figure FDA00025004283500000410
其中，
Figure FDA00025004283500000411
为第k次仿真计算时所述柔性直流换流站的直流电压，
Figure FDA00025004283500000412
为第k次仿真计算时所述柔性直流换流站的等效受控电流源的值。
8.根据权利要求6-7任一项所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，ε的取值范围为小于或等于0.001。
9.根据权利要求6-7任一项所述的多端混合直流输电系统机电暂态仿真方法，其特征在于，第k次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源
Figure FDA00025004283500000413
与第k-1次仿真计算得到的所述柔性直流换流站的等效受控电流源
Figure FDA00025004283500000414
之间的最大偏差
Figure FDA0002500428350000051
为：
Figure FDA0002500428350000052
其中，i＝1,2,...,M。
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