CN111769584A - 一种高压直流受端系统稳定性评估方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压直流受端系统稳定性评估方法及系统，涉及高压直流输电技术领域，所述方法包括：在消除故障之后，采集发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速；根据所述发电机端口的电压、所述发电机端口的电流所述和发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系；根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性。本发明提供的技术方案能够简化计算过程，从而提高暂态稳定性的评估效率。

Description

一种高压直流受端系统稳定性评估方法及系统
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种高压直流受端系统稳定性评估方法及系统。
背景技术
高压直流受端系统的交流故障可能引起直流发生换相失败，直流连续换相失败可能导致直流传输功率的中断，进而引发受端系统暂态功角稳定问题。因此,为保障交直流系统安全稳定运行，亟需对故障引发换相失败造成的暂态稳定问题开展深入研究。
目前，针对交直流互联系统暂态功角稳定问题的研究方法主要分为时域仿真法、等面积法则和暂态能量函数三种。然而，上述方法既需要通过求解系统的微分代数方程组，以获得系统状态量和代数量随时间的变化轨迹，或需要计算故障切除后交直流系统的不稳定平衡点，因而计算过程复杂，从而降低了暂态稳定性的评估效率。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提出一种高压直流受端系统稳定性评估方法及系统，能够简化计算过程，从而提高暂态稳定性的评估效率。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种高压直流受端系统稳定性评估方法，包括：
在消除故障之后，采集发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速；
根据所述发电机端口的电压、所述发电机端口的电流所述和发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系；
根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；
根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性。
进一步地，所述根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性，包括：
在所述发电机动态能量的衰减度不大于0时，确定高压直流受端系统处于稳定状态；
在所述发电机动态能量的衰减度大于0时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态；
其中，所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量在单位时间内的变化量。
进一步地，所述在所述发电机动态能量的衰减度不大于0时，确定高压直流受端系统处于稳定状态，具体为：
确定所述发电机动态能量的衰减度不大于0的持续时间；
当所述持续时间达到预设时间时，确定所述高压直流受端系统处于稳定状态。
进一步地，所述在所述发电机动态能量的衰减度大于0时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态，具体为：
确定所述发电机动态能量的衰减度大于0的持续时间；
当所述持续时间达到预设时间时，确定所述高压直流受端系统处于不稳定状态。
进一步地，所述根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度，包括：
根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量中的非周期分量与时间的对应关系；
根据所述非周期分量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量的衰减度；
所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量。
进一步地，以下述公式表示电机动态能量与时间的对应关系：
Figure 28
其中，uGd、uGq为发电机端口电压的d、q轴分量，iGd、iGq为发电机端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
第二方面，本申请实施例提供了一种高压直流受端系统稳定性评估系统，包括：采集模块、衰减度计算模块和稳定性确定模块；
所述采集模块用于在消除故障之后，采集发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速；
所述衰减度计算模块用于根据所述发电机端口的电压、所述发电机端口的电流所述和发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系；根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；
所述稳定性确定模块用于根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性。
进一步地，所述根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性，包括：
所述稳定性确定模块用于在所述发电机动态能量的衰减度不大于0 时，确定高压直流受端系统处于稳定状态；在所述发电机动态能量的衰减度大于0时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态；其中，所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量在单位时间内的变化量。
进一步地，所述衰减度计算模块用于根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量中的非周期分量与时间的对应关系；根据所述非周期分量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量的衰减度；所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量。
进一步地，以下述公式表示电机动态能量与时间的对应关系：
Figure 27
其中，uGd、uGq为发电机端口电压的d、q轴分量，iGd、iGq为发电机端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
本发明技术方案的有益效果：本发明公开了一种高压直流受端系统稳定性评估方法及系统，在高压直流受端系统故障消除后，获取受端发电机的动态能量。之后，根据获取到的动态能量，构建发电机动态能量的衰减度。最后通过发电机动态能量的衰减度对高压直流受端系统稳定性进行评价。其中，发电机动态能量的衰减度为发电机动态能量在单位时间内的变化量。与现有技术相比，本发明实施例既不用通过求解系统的微分代数方程组，以获得系统状态量和代数量随时间的变化轨迹，也不需要计算故障切除后交直流系统的不稳定平衡点，只需采集端口电压、电流数据即可计算端口的动态能量，再根据动态能量对高压直流受端系统稳定性进行评价。因此本发明提供的技术方案适应性强，且耗时较短，从而提高了暂态稳定性的评估效率。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明提供的一种高压直流受端系统稳定性评估方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的逆变器的拓扑结构示意图；
图3为本发明实施例提供的高压直流系统电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的仿真系统的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的暂态稳定时发电机能量变化轨迹；
图6为本发明实施例提供的暂态稳定时发电机能量衰减度随时间变化的示意图；
图7为本发明实施例提供的临界稳定时发电机能量变化轨迹；
图8为本发明实施例提供的临界稳定时发电机能量衰减度随时间变化的是示意图；
图9为本发明实施例提供的暂态失稳时发电机能量变化轨迹；
图10为本发明实施例提供的暂态失稳时发电机能量衰减度随时间变化的示意图；
图11为本发明实施例提供的一种高压直流受端系统稳定性评估系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
高压直流受端系统指高压直流输电系统逆变侧所连接的交流系统，包括直流逆变侧端口、交流输电线路、负荷、交流滤波器、同步发电机。直流逆变侧端口、负荷和交流滤波器位于逆变侧，并通过交流输电线路连接同步发电机。
本发明实施例提供了一种高压直流受端系统稳定性评估方法，如图1 所示，包括以下步骤：
步骤101、在消除故障之后，采集发电机端口的电压，发电机端口的电流和发电机的转速。
在本发明实施例中，受端系统易发生三相接地故障，解除三相接地故障即消除故障。高压直流受端系统的阻抗包括：换流变压器等值电抗，线路全长的电感以及高压直流受端系统包括的其他器件的电抗和电阻。
步骤102，根据发电机端口的电压、发电机端口的电流和发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系。
在本发明实施例中，发电机动态能量与时间的对应关系的表达通式为：
Figure 26
其中，uGd、uGq为发电机端口电压的d、q轴分量，iGd、iGq为发电机端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。其中，通过对采集到的电流和电压进行派克变换，可以得到电流和电压的d、q分量。
步骤103、根据发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度。
在本发明实施例中，根据步骤102中表达通式，确定发电机动态能量中的非周期分量与时间的对应关系。根据非周期分量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度。其中，发电机动态能量的衰减度为发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量。
需要说明的是，在高压直流受端系统发生故障时，本发明实施例采用发电机动态能量中的非周期分量来描述故障引发的动态能量变化。因为高压直流受端系统在故障发生时，逆变器会出现多种换相失败拓扑结构，如表1和图2所示。其中，图2中，VT1-VT6为6个晶闸管，A、B、 C分别表征三相电路中的一相，其余符号均为本领域通用符号，分别表征电压、电流、电感以及电源正负极。而每种拓扑结构的存在时间及其引发的非周期分量的变化是不一样的，这使得故障期间发电机动态能量变化存在多个阶段。因此，用发电机动态能量中的非周期分量可以很好地展示故障期间发电机动态能量变化趋势。
表1逆变器换相失败拓扑
Figure BDA0002586257470000071
由此可见，用发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量评估高压直流受端系统稳定性，能够保证高压直流受端系统稳定性评估结果的有效性。
具体地，当逆变器切换至两相短路的拓扑时，此阶段发电机动态能量中的非周期分量为：
Figure 25
当逆变器切换至三相短路的拓扑时，此阶段发电机动态能量中的非周期分量为：
Figure 24
当逆变器切换至三相断路的拓扑时，此阶段发电机动态能量中的非周期分量为：
Figure 21
步骤104、根据发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性。具体的，当发电机动态能量的衰减度不大于0时，系统能够保持暂态稳定；当发电机动态能量的衰减度大于0时，系统将暂态失稳。需要说明的是，发电机动态能量的衰减度不大于0是指衰减度不大于0的持续时间达到预设时间，例如衰减度不大于0的持续时间为10秒时，确认发电机动态能量的衰减度不大于0。同理，发电机动态能量的衰减度大于0是指衰减度大于0的持续时间达到预设时间。
在现有技术中，计算发电机的能量变化通常需要对检测到的电流求平均值，再根据平均值，确定发电机的能量变化。然而在故障持续这段时间里，由于电路的连接状态发生变化，系统中受端其他元件的能量都会伴随着时间变化，例如故障后直流逆变侧端口的输出电流会伴随时间发生变化。同理故障恢复后，系统中中受端其他元件的能量也会伴随着时间变化。因此，只取平均值无法体现系统中受端其他元件对整个系统能量变化的影响。
在本发明实施例中，在直流换相失败和故障点的扰动作用下，发电机转子加速，功角发生摆动，在此过程中发电机会发出动态能量，由受端其他元件吸收，因此发电机的动态能量能够反映系统总能量的变化情况以及受端其他元件对整个系统能量变化的影响。
基于李雅普诺夫第二法的观点，系统受到扰动作用后，状态变量偏离平衡点，系统获得一定的能量。若系统的总能量随时间的推移逐渐衰减，最终达到最小值，即平衡状态，那么系统稳定。反之，若系统的总能量不断增大，那么系统不稳定。
对于发电机的动态能量，如果发电机注入受端系统的动态能量不断减少，那么系统总能量最终将减少到平衡点处的能量，意味着系统最终恢复稳定。反之，如果发电机注入受端系统的动态能量不断增大，为系统的失稳持续提供能量，那么系统总能量不断增加，意味着系统最终失去稳定。
在本发明实施例中，利用电机动态能量的衰减度是基于受端系统动态能量守恒。出现故障后，高压直流受端系统电路如图3所示，uH表示逆变侧交流母线电压；uG表示发电机出口母线电压；uK表示故障点电压；iH表示逆变器注入交流系统的电流；iC表示交流滤波器电流；iL表示负荷电流；iG表示发电机输出电流；iK表示故障点注入大地的电流；i1、i2、i3表示三段线路上的电流；HVDC表示高压直流输电系统。
根据图3，可得高压直流系统的动态能量守恒方程：
WHVDC+WLn1+WLn3+WL+WC+WG+WLn2＝0
其中，WHVDC、WLn1、WLn3分别表示直流端口、故障线路①、③的动态能量，WL、WC、WG、WLn2分别表示负荷、交流滤波器、发电机、非故障线路②的动态能量。由动态能量守恒方程可知，发电机的动态能量受直流端口动态能量和故障线路动态能量的影响。
在高压直流受端系统中，直流端口在逆变器处于两相短路和三相短路拓扑时吸收动态能量，而在逆变器处于三相断路时不累积动态能量。故障线路在逆变器处于两相短路、三相短路和三相断路拓扑时均累积动态能量。由于直流端口和故障线路吸收的动态能量不断累积，易导致发电机动态能量增大，不利于系统稳定运行，因此直流端口的动态能量变化和故障线路的动态能量变化对发电机的动态能量变化起着主导作用。下面具体阐述直流端口动态能量和故障线路动态能量对发电机的动态能量的影响。
1、直流端口的动态能量
以注入节点为正方向，直流端口的动态能量可表示为：
Figure 18
其中，uHd、uHq为直流端口电压的d、q轴分量，iHd、iHq为直流端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
根据表1，故障全过程中直流端口累积的动态能量可表示为：
WHVDC＝∑WHVDC(i)+∑WHVDC(j)+∑WHVDC(k)
式中，∑WHVDC(i)代表逆变器三相短路的动态能量，∑WHVDC(j)代表逆变器两相短路的动态能量，∑WHVDC(k)代表逆变器三相断路时的动态能量。
下面分别分三类等效拓扑下的直流端口动态能量：
1)当逆变器切换至两相短路的拓扑时，此阶段直流端口动态能量为：
Figure 22
其中，
Figure BDA0002586257470000112
为合并同频率三角函数项产生的相角，CH3为积分过程中产生的常数。M、N的表达式为：
Figure BDA0002586257470000113
其中k为线路③的长度占线路全长的比例，LL为线路全长的电感，Lr为换流变压器等值电抗。ω为发电机转速，ω1为同步速。λ为发电机出口母线电压幅值增长系数。Um为故障稳态期间发电机出口母线电压的初始幅值，e为常数，t表示时间。
2)当逆变器切换至三相短路的拓扑时，此阶段直流端口动态能量为：
Figure 16
其中，
Figure BDA0002586257470000122
为合并同频率三角函数项产生的相角，CH1、CH2为积分过程中产生的常数。k为线路③的长度占线路全长的比例，LL为线路全长的电感，Lr为换流变压器等值电抗。ω为发电机转速，ω1为同步速。λ为发电机出口母线电压幅值增长系数。Um为故障稳态期间发电机出口母线电压的初始幅值，e为常数，t表示时间。
3)当逆变器切换至三相断路的拓扑时，由表1容易推知，此阶段直流端口动态能量的变化量为0，相当于没有累积。例如，图2中，只有VT1 和VT4两个晶闸管是导通的，其余的都是不导通的，显然此时电源处于断路状态，故此时直流端口动态能量的变化量为0。
由此可见，不同的换相失败拓扑结构对应不同的直流端口动态能量，而每种拓扑结构是随着时间变化而变化的，因此直流端口动态能量也是随着时间的变化而发生改变的，从而影响发电机的动态能量的变化。
2、故障线路的动态能量。
以注入节点为正方向，故障线路①的动态能量可表示为：
Figure 13
其中，uHd、uHq为直流端口电压的d、q轴分量，iHd、iHq为直流端口电流的d、q轴分量。u1d、u1q为故障线路①电压的d、q轴分量，i1d、 i1q为故障线路①的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
由于故障线路①与直流端口连接，因此故障线路①的动态能量也会受逆变器的各种等效拓扑的影响，而故障线路③不与直流端口连接，因此故障线路③的动态能量不会受逆变器的各种等效拓扑的影响。由此可知故障全过程中故障线路①累积的动态能量可表示为：
WLn1＝∑WLn1(i)+∑WLn1(j)+∑WLn1(k)
式中，∑WLn1(i)代表逆变器三相短路时的动态能量，∑WLn1(j)代表逆变器两相短路时的动态能量，∑WLn1(k)代表逆变器三相断路时的动态能量。
下面分别分析逆变器切换至三类等效拓扑下时故障线路的动态能量：
1)当逆变器切换至两相短路的拓扑时，此阶段线路①的动态能量为：
Figure 12
式中，R1、L1表示线路①的电阻和电感。
2)当逆变器切换至三相短路的拓扑时，此阶段线路①的动态能量为：
Figure 11
3)当逆变器切换至三相断路的拓扑时，此阶段线路①的动态能量为：
Figure 10
故障线路③的动态能量为：
Figure 6
式中，R3、L3表示线路③的电阻和电感，C1、C2为积分过程中产生的常数。
由此可见，不同的换相失败拓扑结构对应不同的故障线路①的动态能量，而每种拓扑结构是随着时间变化而变化的，因此故障线路①的动态能量也是随着时间的变化而发生改变的，即整条故障线路的动态能量是随着时间的变化而发生改变的。而上述能量变化会对响发电机的动态能量的变化产生影响。
3、发电机的动态能量
虽然在高压直流受端系统中，直流端口的动态能量变化和故障线路的动态能量变化对发电机的动态能量变化起着主导作用，但为精确地计算发电机动态能量的变化，在本发明实施例中，将负荷和交流滤波器的动态能量变化也考虑了进去。根据步骤102得到的发电机动态能量与时间的对应关系的通式，可以推出：
1)当逆变器切换至两相短路的拓扑时，此阶段发电机动态能量为：
Figure 5
其中，
Figure BDA0002586257470000162
为合并同频率三角函数项产生的相角，C3、C4、C5为积分过程中产生的常数。
2)当逆变器切换至三相短路的拓扑时，此阶段发电机动态能量为：
Figure 15
3)当逆变器切换至三相断路的拓扑时，此阶段发电机动态能量为：
Figure 100002_1
由此可见，结合逆变器在故障状态下的拓扑变化，通过动态能量可以对高压直流系统的动态能量守恒方程中的WHVDC、WLn1、WLn3、WG进行精确地计算，为以发电机动态能量的衰减度作为评价高压直流受端系统稳定性的指标提供了坚实的理论基础。为了更好地说明本发明实施例提供的技术方案，通过设置不同的故障切除时间来模拟暂态稳定、临界稳定以及暂态失稳三种场景。从发电机端口测量电压、电流数据并计算动态能量，验证动态能量的准确性和稳定性评估的可行性。
以图4所示的仿真系统为例，送端系统经一条额定电压500kV、额定容量1000MW的高压直流输电线路连接至受端系统，受端交流线路长度为130km，线路单位长度电阻为0.04Ω/km，单位长度电抗为0.55Ω/km，线路额定电压为230kV。逆变站换流母线上接有负荷，负荷的有功功率为1200MW，无功功率为70Mvar。受端的同步发电机额定电压为17.3kV，基准容量为100MVA，基准角频率为100π(rad·s-1)，惯性常数为1.7s，机械阻尼系数为0.01。在受端双回线其中一回设置三相接地故障，故障发生时间为9s。
实施例1
9.25s消除故障时，受端系统稳定。将步骤101采集到的数据代入步骤102中得到的电机动态能量与时间的对应关系的表达通式，计算发电机能量的变化轨迹，如图5所示。图中A点为能量轨迹起点，B点为能量轨迹终点。由图5可以看出，发电机能量经过故障过程中的增大阶段后，在故障切除后呈减小趋势，最终减小至一个最小值后保持不变，表明故障切除后受端系统总能量不断递减，受端系统最终恢复稳定。同时可以看出，发电机转速正常时为标幺值1，故障过程中，发电机转速增大，故障切除后，发电机转速在波动中减小至标幺值1，说明系统恢复稳定。基于能量变化趋势得到的稳定判断结果与时域仿真结果一致。
根据图5，得到如图6所示的发电机能量衰减度，在暂态稳定的情形下，故障期间发电机能量衰减度为正值，表明系统总能量增大。故障切除后，发电机能量衰减度先为正值且不断减小，表明系统总能量继续增大但增大的速度逐渐减小，随后发电机能量衰减度为负值且绝对值不断减小，表明系统总能量开始衰减且衰减速度逐渐减小。最终发电机能量衰减度为0，说明系统总能量减小至一恒定值后不再变化，系统恢复稳定。
实施例2
在9.9s时消除故障，受端系统临界稳定。将步骤101采集到的数据代入步骤102中得到的电机动态能量与时间的对应关系的表达通式，计算发电机能量的变化轨迹，如图7所示。图中A点为能量轨迹起点，B 点为能量轨迹终点。由图7可以看出，发电机能量经过故障过程中的增大阶段后，在故障切除后呈减小趋势，最终减小至一个最小值后保持不变，表明故障切除后受端系统总能量不断递减，受端系统最终恢复稳定。同时可以看出，发电机转速正常时为标幺值1，故障过程中，发电机转速增大，故障切除后，发电机转速在波动中减小至标幺值1，说明系统最终恢复稳定。基于能量变化趋势得到的稳定判断结果与时域仿真结果一致。
根据图7，得到如图8所示的发电机能量衰减度，在临界稳定的情形下，故障期间发电机能量衰减度为正值，表明系统总能量增大。故障切除后，发电机能量衰减度先为正值，表明系统总能量继续增大，随后发电机能量衰减度为负值且绝对值不断减小，表明系统总能量开始衰减且衰减速度逐渐减小。最终发电机能量衰减度为0，说明系统总能量减小至一恒定值后不再变化，系统恢复稳定。
实施例3
在12s时消除故障，受端系统暂态失稳。将步骤101采集到的数据代入步骤102中得到的电机动态能量与时间的对应关系的表达通式，如图9所示。图中A点为能量轨迹起点，B点为能量轨迹终点。由图9可以看出，发电机能量在故障过程中不断增大，在故障切除后依然呈增大趋势，最终发散无界，表明故障切除后受端系统总能量不断增加，受端系统失去稳定。同时可以看出，发电机转速正常时为标幺值1，故障过程中，发电机转速增大，故障切除后，发电机转速仍继续增大，说明系统失去稳定，基于能量变化趋势得到的稳定判断结果与时域仿真结果一致。
根据图9，得到如图10所示的发电机能量衰减度，在暂态失稳的情形下，故障期间发电机能量衰减度为正值，表明系统总能量增大。故障切除后，发电机能量衰减度仍为正值且绝对值较大，表明系统总能量仍继续增大且增速较快，系统无法达到平衡状态，最终失去稳定。
由此可知，受端系统的总能量可由发电机动态能量表示，且其变化趋势可以反映受端系统的暂态稳定状态。将发电机动态能量中非周期分量的变化率定义为能量衰减度，当能量衰减度为负或为0时，系统能够保持暂态稳定；当能量衰减度为正时，系统将暂态失稳。在暂态稳定、临界稳定和暂态失稳情形下，基于能量衰减度得到的稳定判断结果与相应的时域仿真结果一致。
由上述实验可知，本发明实施例提供的技术方案只需采集端口电压、电流数据即可计算端口的动态能量，因此本发明实施例提供的技术方案的计算耗时为10s。而时域仿真法通过求解系统的微分代数方程组，以获得系统状态量和代数量随时间的变化轨迹，求解非线性微分方程计算工作量大，耗时较长。暂态能量函数法需要计算故障切除后交直流系统的不稳定平衡点，该过程耗时较长。因此，时域仿真法的计算耗时为180s，暂态能量函数法的计算耗时为15s。综上所述，本发明实施例提供的技术方案在计算速度上具有较好的性能。
本发明实施例提供了一种高压直流受端系统稳定性评估系统，如图 11所示，包括：采集模块1101、衰减度计算模块1102和稳定性确定模块 1103；
采集模块1101用于在消除故障之后，采集发电机端口的电压、电流和发电机的转速；
衰减度计算模块1102用于根据发电机端口的电压、发电机端口的电流和发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系；根据发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；
稳定性确定模块1103用于根据发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性。
在本发明实施例中，根据发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性，包括：
稳定性确定模块1103用于在发电机动态能量的衰减度不大于0时，确定高压直流受端系统处于稳定状态；在发电机动态能量的衰减度大于0 时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态；其中，发电机动态能量的衰减度为发电机动态能量在单位时间内的变化量。
在本发明实施例中，衰减度计算模块1102用于根据发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量中的非周期分量与时间的对应关系；根据非周期分量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；发电机动态能量的衰减度为发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量。
在本发明实施例中，以下述公式表示电机动态能量与时间的对应关系：
Figure 2
其中，uGd、uGq为发电机端口电压的d、q轴分量，iGd、iGq为发电机端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例中方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压直流受端系统稳定性评估方法，其特征在于，包括：
在消除故障之后，采集发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速；
根据所述发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系；
根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；
根据所述发电机动态能量的衰减度，确定所述高压直流受端系统的稳定性。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性，包括：
在所述发电机动态能量的衰减度不大于0时，确定高压直流受端系统处于稳定状态；
在所述发电机动态能量的衰减度大于0时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态；
其中，所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量在单位时间内的变化量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述在所述发电机动态能量的衰减度不大于0时，确定高压直流受端系统处于稳定状态，具体为：
确定所述发电机动态能量的衰减度不大于0的持续时间；
当所述持续时间达到预设时间时，确定所述高压直流受端系统处于稳定状态。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述在所述发电机动态能量的衰减度大于0时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态，具体为：
确定所述发电机动态能量的衰减度大于0的持续时间；
当所述持续时间达到预设时间时，确定所述高压直流受端系统处于不稳定状态。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度，包括：
根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量中的非周期分量与时间的对应关系；
根据所述非周期分量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量的衰减度；
所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述发电机动态能量与时间的对应关系表示为：
Figure FDA0002586257460000021
其中，WG为发电机动态能量，uGd、uGq为发电机端口电压的d、q轴分量，iGd、iGq为发电机端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
7.一种高压直流受端系统稳定性评估系统，其特征在于，包括：采集模块、衰减度计算模块和稳定性确定模块；
所述采集模块用于在消除故障之后，采集发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速；
所述衰减度计算模块用于根据所述发电机端口的电压、电流和所述发电机的转速，确定发电机动态能量与时间的对应关系；
所述衰减度计算模块用于根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度；
所述稳定性确定模块用于根据所述发电机动态能量的衰减度，确定所述高压直流受端系统的稳定性。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述根据所述发电机动态能量的衰减度，确定高压直流受端系统的稳定性，包括：
所述稳定性确定模块用于在所述发电机动态能量的衰减度不大于0时，确定高压直流受端系统处于稳定状态；在所述发电机动态能量的衰减度大于0时，确定高压直流受端系统处于不稳定状态；其中，所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量在单位时间内的变化量。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述衰减度计算模块用于根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定发电机动态能量的衰减度，包括：
所述衰减度计算模块用于根据所述发电机动态能量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量中的非周期分量与时间的对应关系；以及，用于根据所述非周期分量与时间的对应关系，确定所述发电机动态能量的衰减度；
其中，所述发电机动态能量的衰减度为所述发电机动态能量中的非周期分量在单位时间内的变化量。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，
所述发电机动态能量与时间的对应关系表示为：
Figure 1
其中，WG为发电机动态能量，uGd、uGq为发电机端口电压的d、q轴分量，iGd、iGq为发电机端口电流的d、q轴分量，ω为发电机转速，ω1为同步速，ω1＝100π。
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