CN110556853B - 一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法及系统，基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态。本发明提供的技术方案为交直流混联电网电磁暂态仿真提供足够精确的初值，使电磁暂态计算的启动过程更平稳，结果更准确；通过调节换流变压器分接头的位置修正变比和控制不同变量，使得计算结果更接近实际系统，在电磁暂态潮流结果基础上，进一步求出直流内部各元件状态变量的初值。
Description
技术领域
本发明属于电力系统领域，具体涉及一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法及系统。
背景技术
电力系统的运行状态有两种，即稳态和暂态。当系统处在稳态时，运行参量包括功率、电压、电流、频率以及电动势相量间的角位移等持续的在某一平均值附近做微小变化，分析中可认为是常量，人们常通过潮流计算分析这一稳态过程；当系统运行中受到突然地扰动，运行参量会发生较大变化，又可分为由于机械转矩和电磁转矩不平衡引起的机电暂态过程和线路、变压器等元件中电流、电压快速变化的电磁暂态过程，人们常通过电磁暂态仿真分析后一过程。
电磁暂态仿真计及快速的电流、电压变化过程，因此具有仿真步长小、仿真模型复杂等特点。系统元件通常需要详细建模，详细程度又要视需要而定，因此多数电磁暂态仿真软件都允许用户自主搭建模型，典型如高压直流输电电路。以电力系统全数字仿真装置(Advanced Digital Power System Simulator,ADPSS)的直流模型为例，直流一次电路是由大量的基础元件根据实际直流工程搭建而成。这些基础元件包括三相RLC元件、单相RLC元件、晶闸管元件、输电线路元件、三相\单相故障元件、三相两绕组变压器元件等，单回直流输电模型的节点个数在500个以上。
电磁暂态仿真通常在稳态初值的基础上建立自己的稳态过程。纯交流系统仿真时，系统中多只含常规固定元件，通常潮流计算能很方便的为电磁暂态仿真提供初值；但在处理前述高压直流模型时，因为涉及到大量模型内部节点、大量电力电子元件和多个小支路，常规潮流计算难以提供初值，上述元件的相关状态量难以精确界定，导致由于初值不平衡而引入扰动。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法及系统。
一种交直流混联电网电磁暂态仿真初值的确定方法，包括：
基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；
基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；
根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态。
优选的，所述基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算，包括：根据获得的交直流分割点母线和直流系统参数计算直流功率；
将直流功率带入交流网进行迭代潮流计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，获得换流变标幺变比；
优选的，所述将直流功率带入交流网进行迭代计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，根据交直流分割点母线电压修正换流变标幺变比；如下式所示：
nid＝U'o1/Uo2r/K
其中，nid为修正后整流侧换流变压器标幺变比；U'o1为第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压；Uo2r为换流变阀侧额定电压；K为对应直流工程的单站单极六脉冲换流器个数；
所述第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压U'o1按下式计算：
U'o1＝Uo1r+(Tappos-Tapposr)*Tapstep
其中，Uo1r为额定分接头信息中的抽头位置对应的额定电压；Tappos和Tapposr分别为换流变压器当前分接头位置和主分接头位置；Tapstep为抽头调节的分度，按下式计算：
其中，Uo1为换流变原边抽头电压，按下式计算：
Uo1＝niUo2rK
其中，ni为迭代计算中的换流变压器标幺变比；Uo2r为换流变阀侧额定电压；
优选的，所述基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算，包括：
基于修正的标幺变比、交直流分割点母线电压和直流系数参数，计算直流功率；
将所述直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到交直流分割点母线电压的改进值；
判断所述交流潮流是否收敛，若未收敛则重复以上两个步骤，直到交流潮流收敛。确定换流标幺变比，根据换流标幺变比确定变分接头位置。
优选的，根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态，包括：
根据所述第二次迭代潮流计算结果得到换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息；
根据换流变压器的接法计算换流器交流侧电压eac的相角；
根据所述换流器交流侧电压eac的相角、整流器触发滞后角、逆变器触发越前角和换流变压器的连接方法确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态。
优选的，所述根据所述换流变压器的接法计算换流器交流侧电压eac的相角，包括：
当换流变压器的接法为Y‐Δ‐1，所述换流变压器网侧线电压相角按下式计算：
θ＝A*180°/π-60°；
当换流变压器的接法为Y‐Y‐0，所述换流变压器网侧线电压相角按下式计算
θ＝A*180°/π-30°；
其中，θ为换流器交流侧电压eac的相角；A为换流变压器网侧线电压相角；
优选的，根据所述换流器交流侧电压eac的相角和整流器触发滞后角以及逆变器触发越前角确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态，所述整流器触发滞后角按下式计算：
α＝ang0(ii)*180°/π
式中，α为整流器触发滞后角，ang0(ii)为整流器ii触发滞后角的初始值；
所述逆变器触发越前角按下式计算：
β＝ang0'(ii)*180./π
式中，β为逆变器触发越前角，ang0'(ii)为逆变器ii触发越前角的初始值。
优选的，根据所述换流器交流侧电压eac的相角、整流器触发滞后角、逆变器触发越前角和换流变压器的连接方法确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态，包括：
若α‐150°<θ≤α‐90°，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若α‐90°<θ≤α‐30°，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若α‐30°<θ≤α+30°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若α+30°<θ≤α+90°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<α≤30°且α+90°<θ≤α+150°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且α+90°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且‐180°<θ≤α‐210°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<α<30°且‐180°<θ≤α‐150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若0°<α<30°且α+150°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若30°<α<90°且α‐210°<θ≤α‐150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若90°‐β<θ≤150°‐β，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若30°‐β<θ≤90°‐β，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若‐30°‐β<θ≤30°‐β，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若‐90°‐β<θ≤‐30°‐β，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<β≤30°且‐150°‐β<θ≤‐90°‐β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且‐180°<θ≤‐90°‐β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且210°‐β<θ≤180°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<β<30°且‐180°<θ≤‐150°‐β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若0°<β<30°且150°‐β<θ≤180°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若30°≤β<90°且150°‐β<θ≤210°‐β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
其中，S(ii)为直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态的开关向量；α为触发滞后角；β为触发越前角；θ为换流器交流侧电压的相角。
优选的，还包括：
根据所述换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息和直流初始运行时各换流阀臂导通状态，将直流电路等效为小电阻电路，完成直流电路的初始化。
一种交直流混联电网电磁暂态仿真初值的确定系统，包括：
第一计算模块，用于基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；
第二计算模块，用于基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；
控制模块，用于根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态。
优选的，所述第一计算模块包括：
功率计算子模块，用于根据获得的交直流分割点母线和直流系统参数计算直流功率；
换流变标幺变比计算子模块，用于将直流功率带入交流网进行迭代潮流计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，获得换流变标幺变比。
优选的，所述换流变标幺变比按下式计算：
nid＝U'o1/Uo2r/K
其中，nid为修正后整流侧换流变压器标幺变比；U'o1为第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压；Uo2r为换流变阀侧额定电压；K为对应直流工程的单站单极六脉冲换流器个数；
所述第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压U'o1按下式计算：
U'o1＝Uo1r+(Tappos-Tapposr)*Tapstep
其中，Uo1r为额定分接头信息中的抽头位置对应的额定电压；Tappos和Tapposr分别为换流变压器当前分接头位置和主分接头位置；Tapstep为抽头调节的分度，按下式计算：
其中，Uo1为换流变原边抽头电压，按下式计算：
Uo1＝niUo2rK
其中，ni为迭代计算中的换流变压器标幺变比；Uo2r为换流变阀侧额定电压；
优选的，第二计算模块包括：
直流功率计算子模块：用于基于修正的标幺变比、交直流分割点母线电压和直流系数参数，计算直流功率；
潮流交流计算子模块：用于将所述直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到交直流分割点母线电压的改进值；
判断子模块：用于判断所述交流潮流是否收敛，若未收敛则重复以上两个步骤，直到交流潮流收敛。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的技术方案，基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态。为交直流混联电网电磁暂态仿真提供足够精确的初值，使电磁暂态计算的启动过程更平稳，结果更准确。
本发明提供的技术方案通过调节换流变压器分接头的位置修正变比和控制不同变量，使得计算结果更接近实际系统，在电磁暂态潮流结果基础上，进一步求出直流内部各元件状态变量的初值。
附图说明
图1为本发明的交直流混联电网电磁暂态仿真初值的确定方法流程图；
图2为本发明的交直流混联电网的示意图；
图3为本发明的电磁暂态潮流计算流程图；
图4为本发明确定各阀初始导通状态的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
实施例1
图2为本发明的交直流混联电网的示意图，交直流混联电网可被划分成直流和交流两部分，节点i和节点j是交直流系统分割点。直流本身功率(换流变网侧功率)视为交流系统的功率注入源，交流滤波器则视为普通RLC类元件，计入交流电网。潮流计算整体采用三相牛顿法，每个迭代步都按照先计算直流功率再计算交流潮流的顺序进行。交直流混联电网的求解步骤描述如下：
(1)假设换流变分接头在上下限内可以任意调节，已知i节点和j节点的交直流分割点母线电压Ui、Uj和直流系统参数，计算i节点和j节点的直流本身功率Pi+jQi、Pj+jQj，计算换流变压器的i节点和j节点的换流变标幺变比ni和nj；
(2)把上面求出的直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到i节点和j节点的交直流分割点母线电压Ui、Uj的改进值；
(3)重复以上两个步骤，直到交流潮流收敛；
(4)根据换流变分接头信息修正上面的换流变压器i节点的标幺变比ni和j节点的标幺变比nj；
(5)固定换流变分接头，根据交直流分割点母线电压Ui、Uj和直流系统参数，计算i节点的直流本身功率Pi+jQi和j节点的直流本身功率Pj+jQj，计算整流侧触发角α和直流电压Vdi等；
(6)把上面求出的直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到i节点和j节点的交直流分割点母线电压Ui、Uj的改进值；
(7)重复以上两个步骤，直到交流潮流收敛
交流部分的求解过程与常规潮流计算相同，此处不再赘述。直流的控制方式不同，会影响直流计算时的已知量和未知量，公式略有差异，但算法没有本质区别。因此，下面仅以最常见的整流侧定电流、逆变侧定熄弧角控制方式为例进行说明。
下面结合图1和图3对交直流混联电网电磁暂态仿真初值的确定方法做进一步介绍：
步骤一：基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算
已知Rdc、Xci、Xcj、Id、Vdi、γ0、α0及交流节点电压Ui、Uj，通过整流侧无相控的理想空载直流电压求取换流变压器i节点标幺变比ni和j节点的标幺变比nj以及交流节点i的注入电流Ii和交流节点j的注入电流Ij；
其中，整流侧无相控的理想空载直流电压计算公式如下：
其中，Vdi为整流侧直流电压给定值；xci为节点i处的换流变压器的漏抗；Id为直流电流给定值；α0为整流侧触发角运行给定值；
换流变压器i节点标幺变比ni计算公式如下：
ni＝Ui/(Voi/N)
其中，ni为第一迭代中i节点的换流变压器标幺变比；Ui为交流节点I的电压；Vdj为逆变侧直流电压值；N为直流系统运行极数；
Ii＝Id/ni
其中，Ii为第一迭代中交流节点I的注入电流；
Vdj＝Vdi-IdRdc
其中，Vdj为第一迭代中逆变侧直流电压值；Rdc为直流系统的回路电阻；
其中，Voj为第一迭代中逆变侧无相控的理想空载直流电压；xcj为节点J处的换流变压器的漏抗；γ0为逆变熄弧角运行给定值；
nj＝Uj/(Voj/N)
其中，nj为第一次迭代中的节点J出的换流变压器标幺变比；Uj为第一迭代中交流节点J的电压；
Ij＝Id/nj
其中，Ii为第一迭代中交流节点I处的注入电流；nj为第一迭代中J节点的换流变压器标幺变比；
其中，
为直流整流侧功率因数角；
其中，
为直流逆变侧功率因数角；
Pi＝-UiIi cosφi
Qi＝-UiIi sinφi
Pj＝UjIj cosφj
Qj＝-UjIj sinφj
以整流侧换流变分接头调整为例进行说明。
第一次迭代后，换流变原边抽头电压按照下述公式计算：
Uo1＝niUo2rK
其中，Uo2r为换流变阀侧额定电压；K为对应直流工程的单站单极六脉冲换流器个数；
抽头实际位置按照下述公式确定：
其中，Uo1r为额定分接头信息中的抽头位置对应的额定电压；Tappos和Tapposr分别为换流变压器当前分接头位置和主分接头位置；Tapstep为抽头调节的分度；
由此可得到实际抽头电压应为：
U'o1＝Uo1r+(Tappos-Tapposr)*Tapstep
其中，U'o1为第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压
修正后的换流变标幺变比：
nid＝U'o1/Uo2r/K
步骤二：基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算
已知Rdc、Xci、Xcj、nid、njd、Id、γ0及交流节点电压Ui、Uj，求取α0、V'di、I'i、I'j计算公式如下：
I'j＝Id/njd
其中，I'j为第二迭代中交流节点J处的注入电流；
V'oj＝(Vj/njd)×N
其中，V'oj为第二迭代中逆变侧无相控的理想空载直流电压；
其中，V'dj为第二迭代中逆变侧直流电压值；
V'di＝V'dj+IdRdc
其中，V'di为第二迭代中整流侧直流电压值；
V'oi＝(Vi/nid)×N
其中，V'oi为第二迭代中整流侧无相控的理想空载直流电压；
I'i＝Id/nid
其中，I'i为第二迭代中交流节点i的注入电流；
Pi＝-UiIi cosφi
Qi＝-UiIi sinφi
Pj＝UjIj cosφj
Qj＝-UjIj sinφj
下面结合图4对根据第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态做进一步介绍
步骤三：根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态。
电磁暂态潮流计算完成后，即已得到换流变分接头、直流触发角、直流电压、直流电流等状态信息，只需要确定各换流阀臂的初始导通状态，即可等效为小电阻支路，就可以完成整个直流电路的初始化。本发明提出一种合理确定各换流阀臂初始导通状态的方法，现说明如下。
通过读取上面潮流结果，已知换流变网侧电压相角及整流器阀触发滞后角、逆变器阀触发越前角。相关参数约定如下：
ii换流器序号。
A：换流变压器网侧线电压相角(度)。
CTCONNECT：换流变压器接法。CTCONNECT(i)表示第i个换流变压器接法，值为0时表示Y-Δ-1接法，值为1时表示Y-Y-0接法。
ANG0：换流器触发滞后角(触发越前角)初始值(度)。
S：换流阀臂导通状态开关向量。S(i,j)表示第i个换流器的第j个阀的导通状态，值为0时表示阀处于关断状态，值为1时表示阀处于导通状态。
第ii个换流器各阀壁导通状态的确定方法为：
(1)计算换流器交流侧电压eac的相角，CTCONNECT(ii)＝1时θ＝A*180°/π-30°，CTCONNECT(ii)＝0时θ＝A*180°/π-60°
(2)整流侧阀壁导通状态开关向量S
触发滞后角α＝ang0(ii)*180°/π
若α-150°<θ≤α-90°，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]
若α-90°<θ≤α-30°，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]
若α-30°<θ≤α+30°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]
若α+30°<θ≤α+90°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]
若(0°<α≤30°且α+90°<θ≤α+150°)或(30°<α<90°且(α+90°<θ≤180°或-180°<θ≤α-210°))，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]
若(0°<α<30°且(-180°<θ≤α-150°或α+150°<θ≤180°))或(30°<α<90°且α-210°<θ≤α-150°)，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]
(3)逆变侧阀壁导通状态开关向量S
触发越前角β＝ang0(ii)*180./π
若90°-β<θ≤150°-β，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]
若30°-β<θ≤90°-β，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]
若-30°-β<θ≤30°-β，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]
若-90°-β<θ≤-30°-β，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]
若(0°<β≤30°且-150°-β<θ≤-90°-β)或(30°<β<90°且(-180°<θ≤-90°-β或210°-β<θ≤180°))，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]
若(0°<β<30°且(-180°<θ≤-150°-β或150°-β<θ≤180°))或(30°≤β<90°且150°-β<θ≤210°-β)，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]
该计算方法，还包括：
根据所述换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息和直流初始运行时各换流阀臂导通状态，将直流电路等效为小电阻电路，完成直流电路的初始化。
实施例2：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种交直流混联电网电磁暂态仿真初值的确定系统，包括：
第一计算模块，用于基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；
第二计算模块，用于基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；
控制模块，用于根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态。
所述第一计算模块包括：
功率计算子模块，用于根据获得的交直流分割点母线和直流系统参数计算直流功率；
换流变标幺变比计算子模块，用于将直流功率带入交流网进行迭代潮流计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，获得换流变标幺变比。
所述换流变标幺变比按下式计算：
nid＝U'o1/Uo2r/K
其中，nid为修正后整流侧换流变压器标幺变比；U'o1为第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压；Uo2r为换流变阀侧额定电压；K为对应直流工程的单站单极六脉冲换流器个数；
所述第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压U'o1按下式计算：
U'o1＝Uo1r+(Tappos-Tapposr)*Tapstep
其中，Uo1r为额定分接头信息中的抽头位置对应的额定电压；Tappos和Tapposr分别为换流变压器当前分接头位置和主分接头位置；Tapstep为抽头调节的分度，按下式计算：
其中，Uo1为换流变原边抽头电压，按下式计算：
Uo1＝niUo2rK
其中，ni为迭代计算中的换流变压器标幺变比；Uo2r为换流变阀侧额定电压；
第二计算模块包括：
直流功率计算子模块：用于基于修正的标幺变比、交直流分割点母线电压和直流系数参数，计算直流功率；
潮流交流计算子模块：用于将所述直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到交直流分割点母线电压的改进值；
判断子模块：用于判断所述交流潮流是否收敛，若未收敛则重复以上两个步骤，直到交流潮流收敛。
控制模块包括：
标幺变比确定子模块：用于根据所述第二次迭代潮流计算结果确定换流标幺变比；
接法确定子模块：用于根据换流标幺变比确定分接头位置，进而确定换流变压器的接法；
相角计算子模块：用于根据换流变压器的接法计算换流器交流侧电压eac的相角；
阀臂导通状态确定子模块：用于根据所述换流器交流侧电压eac的相角和整流器触发滞后角以及逆变器触发越前角确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态。
所述换流器交流侧电压eac的相角按下式计算：
当换流变压器的接法为Y‐Δ‐1，所述换流变压器网侧线电压相角按下式计算：
θ＝A*180°/π-60°；
当换流变压器的接法为Y-Y-0，所述换流变压器网侧线电压相角按下式计算θ＝A*180°/π-30°；
其中，θ为换流器交流侧电压eac的相角；A为换流变压器网侧线电压相角。所述整流器触发滞后角和所述逆变器触发越前角按下式计算
所述整流器触发滞后角按下式计算：
α＝ang0(ii)*180°/π
式中，α为整流器触发滞后角，ang0(ii)为整流器ii触发滞后角的初始值；
所述逆变器触发越前角按下式计算：
β＝ang0'(ii)*180./π
式中，β为逆变器触发越前角，ang0'(ii)为逆变器ii触发越前角的初始值。所述阀臂导通状态确定子模块按下式判断：
若α‐150°<θ≤α‐90°，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若α‐90°<θ≤α‐30°，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若α‐30°<θ≤α+30°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若α+30°<θ≤α+90°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<α≤30°且α+90°<θ≤α+150°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且α+90°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且‐180°<θ≤α‐210°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<α<30°且‐180°<θ≤α‐150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若0°<α<30°且α+150°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若30°<α<90°且α‐210°<θ≤α‐150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若90°‐β<θ≤150°‐β，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若30°‐β<θ≤90°‐β，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若‐30°‐β<θ≤30°‐β，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若‐90°‐β<θ≤‐30°‐β，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<β≤30°且‐150°‐β<θ≤‐90°‐β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且‐180°<θ≤‐90°‐β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且210°‐β<θ≤180°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<β<30°且‐180°<θ≤‐150°‐β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若0°<β<30°且150°‐β<θ≤180°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若30°≤β<90°且150°‐β<θ≤210°‐β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
其中，S(ii)为直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态的开关向量；α为触发滞后角；β为触发越前角；θ为换流器交流侧电压的相角。
该计算系统，还包括：
应用模块，用于根据所述换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息和直流初始运行时各换流阀臂导通状态，将直流电路等效为小电阻电路，完成直流电路的初始化。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，包括：
基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；
基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；
根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态；
根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态，包括：
根据所述第二次迭代潮流计算结果得到换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息；
根据换流变压器的接法计算换流器交流侧电压eac的相角；
根据所述换流器交流侧电压eac的相角、整流器触发滞后角、逆变器触发越前角和换流变压器的连接方法确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态；
所述根据所述换流器交流侧电压eac的相角、整流器触发滞后角、逆变器触发越前角和换流变压器的连接方法确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态，包括：
若α-150°<θ≤α-90°，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若α-90°<θ≤α-30°，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若α-30°<θ≤α+30°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若α+30°<θ≤α+90°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<α≤30°且α+90°<θ≤α+150°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且α+90°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且-180°<θ≤α-210°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<α<30°且-180°<θ≤α-150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若0°<α<30°且α+150°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若30°<α<90°且α-210°<θ≤α-150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若90°-β<θ≤150°-β，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若30°-β<θ≤90°-β，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若-30°-β<θ≤30°-β，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若-90°-β<θ≤-30°-β，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<β≤30°且-150°-β<θ≤-90°-β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且-180°<θ≤-90°-β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且210°-β<θ≤180°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<β<30°且-180°<θ≤-150°-β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若0°<β<30°且150°-β<θ≤180°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若30°≤β<90°且150°-β<θ≤210°-β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
其中，S(ii)为直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态的开关向量；α为整流器触发滞后角；β为逆变器触发越前角；θ为换流器交流侧电压eac的相角。
2.如权利要求1所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，所述基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算，包括：
根据获得的交直流分割点母线和直流系统参数计算直流功率；
将直流功率带入交流网进行迭代潮流计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，获得换流变标幺变比。
3.如权利要求2所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，所述将直流功率带入交流网进行迭代潮流计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，获得换流变标幺变比，包括：
根据交直流分割点母线电压修正换流变标幺变比；如下式所示：
nid＝U'o1/Uo2r/K
其中，nid为修正后整流侧换流变压器标幺变比；U'o1为第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压；Uo2r为换流变阀侧额定电压；K为对应直流工程的单站单极六脉冲换流器个数；
所述第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压U'o1按下式计算：
U'o1＝Uo1r+(Tappos-Tapposr)*Tapstep
其中，Uo1r为额定分接头信息中的抽头位置对应的额定电压；Tappos和Tapposr分别为换流变压器当前分接头位置和主分接头位置；Tapstep为抽头调节的分度，按下式计算：
其中，Uo1为换流变原边抽头电压，按下式计算：
Uο1＝niUο2rK
其中，ni为迭代计算中的换流变压器标幺变比。
4.如权利要求1所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，所述基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算，包括：
基于修正的标幺变比、交直流分割点母线电压和直流系数参数，计算直流功率；
将所述直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到交直流分割点母线电压的改进值；
判断所述交流潮流是否收敛，若未收敛则重复以上两个步骤，直到交流潮流收敛。
5.如权利要求1所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，所述根据所述换流变压器的接法计算换流器交流侧电压eac的相角，包括：
当换流变压器的接法为Y-Δ-1，所述换流变压器网侧线电压相角按下式计算：
θ＝A*180°/π-60°；
当换流变压器的接法为Y-Y-0，所述换流变压器网侧线电压相角按下式计算
θ＝A*180°/π-30°；
其中，θ为换流器交流侧电压eac的相角；A为换流变压器网侧线电压相角。
6.如权利要求1所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，根据所述换流器交流侧电压eac的相角和整流器触发滞后角以及逆变器触发越前角确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态，所述整流器触发滞后角按下式计算：
α＝ang0(ii)*180°/π
式中，α为整流器触发滞后角，ang0(ii)为整流器ii触发滞后角的初始值；
所述逆变器触发越前角按下式计算：
β＝ang0'(ii)*180°/π
式中，β为逆变器触发越前角，ang0′(ii)为逆变器ii触发越前角的初始值。
7.如权利要求1所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算方法，其特征在于，还包括：
根据所述换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息和直流初始运行时各换流阀臂导通状态，将直流电路等效为小电阻电路，完成直流电路的初始化。
8.一种为电磁暂态仿真提供初值的计算系统，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于基于获取的直流输电系统元件参数进行第一次迭代潮流计算；
第二计算模块，用于基于第一次迭代潮流计算结果修正换流变标幺变比，然后进行第二次迭代潮流计算；
控制模块，根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态；
所述根据所述第二次迭代潮流计算结果确定交直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态，包括：
根据所述第二次迭代潮流计算结果得到换流变标幺变比、直流触发角、直流电压、直流电流的状态信息；
根据换流变压器的接法计算换流器交流侧电压eac的相角；
根据所述换流器交流侧电压eac的相角、整流器触发滞后角、逆变器触发越前角和换流变压器的连接方法确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态；
所述根据所述换流器交流侧电压eac的相角、整流器触发滞后角、逆变器触发越前角和换流变压器的连接方法确定直流初始运行时各换流阀臂导通状态，包括：
若α-150°<θ≤α-90°，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若α-90°<θ≤α-30°，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若α-30°<θ≤α+30°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若α+30°<θ≤α+90°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<α≤30°且α+90°<θ≤α+150°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且α+90°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若30°<α<90°且-180°<θ≤α-210°，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<α<30°且-180°<θ≤α-150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若0°<α<30°且α+150°<θ≤180°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若30°<α<90°且α-210°<θ≤α-150°，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若90°-β<θ≤150°-β，则S(ii)＝[1,0,0,0,0,1]；
若30°-β<θ≤90°-β，则S(ii)＝[0,0,0,0,1,1]；
若-30°-β<θ≤30°-β，则S(ii)＝[0,0,0,1,1,0]；
若-90°-β<θ≤-30°-β，则S(ii)＝[0,0,1,1,0,0]；
若0°<β≤30°且-150°-β<θ≤-90°-β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且-180°<θ≤-90°-β，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若30°<β<90°且210°-β<θ≤180°，则S(ii)＝[0,1,1,0,0,0]；
若0°<β<30°且-180°<θ≤-150°-β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若0°<β<30°且150°-β<θ≤180°，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
若30°≤β<90°且150°-β<θ≤210°-β，则S(ii)＝[1,1,0,0,0,0]；
其中，S(ii)为直流输电系统初始运行时各换流阀臂的导通状态的开关向量；α为整流器触发滞后角；β为逆变器触发越前角；θ为换流器交流侧电压eac的相角。
9.如权利要求8所述的一种为电磁暂态仿真提供初值的计算系统，其特征在于，所述第一计算模块包括：
功率计算子模块，用于根据获得的交直流分割点母线和直流系统参数计算直流功率；
换流变标幺变比计算子模块，用于将直流功率带入交流网进行迭代潮流计算获得交直流分割点母线的电压，直到潮流收敛时，获得换流变标幺变比。
10.如权利要求9所述的为电磁暂态仿真提供初值的计算系统，其特征在于，所述换流变标幺变比按下式计算：
nid＝U'o1/Uo2r/K
其中，nid为修正后整流侧换流变压器标幺变比；U'o1为第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压；Uo2r为换流变阀侧额定电压；K为对应直流工程的单站单极六脉冲换流器个数；
所述第一次迭代潮流计算后的实际抽头电压U'o1按下式计算：
U'o1＝Uo1r+(Tappos-Tapposr)*Tapstep
其中，Uo1r为额定分接头信息中的抽头位置对应的额定电压；Tappos和Tapposr分别为换流变压器当前分接头位置和主分接头位置；Tapstep为抽头调节的分度，按下式计算：
其中，Uo1为换流变原边抽头电压，按下式计算：
Uο1＝niUο2rK
其中，ni为迭代计算中的换流变压器标幺变比。
11.如权利要求8所述的为电磁暂态仿真提供初值的计算系统，其特征在于，第二计算模块包括：
直流功率计算子模块：用于基于修正的标幺变比、交直流分割点母线电压和直流系数参数，计算直流功率；
潮流交流计算子模块：用于将所述直流功率注入交流网，求解交流潮流，得到交直流分割点母线电压的改进值；
判断子模块：根据所述第二次迭代潮流计算结果确定各换流阀臂的导通状态。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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