基于动态相量模型的交直流系统混合仿真水.pdf

维普资讯 华 南 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学版 ) 第34卷 第 l0期 JournalofSouthChinaUniversityofTechnology Vo1．34 No．1O 2006年 l0月 (NaturalScienceEdition) October 20o6 文章编号：1000—565X(2006)10—0083—06 基于动态相量模型的交直流系统混合仿真水 朱浩骏 蔡泽祥 刘皓明 倪 以信 (1．华南理工大学 电力学院，广东 广州510640；2．河海大学 电气工程系，江苏 南京210098； 3．清华大学 深圳研究生院，广东 深圳 518055) 摘 要：为了解决高压直流输 电(HVDC)系统传统仿真模型的精度问题，提出了一种新 的混合模型仿真算法来进行交直流系统的暂态稳定分析，分析中对HVDC采用动态相量 模型，对交流系统采用传统机 电暂态模型．通过混合仿真研究了HVDC动态相量模型与 交流系统之间的接 口迭代算法．算例结果表明，HVDC动态相量模型比电磁暂态模型具有 更高的精度，且提 出的接 口算法能有效地应用于交直流系统的暂态稳定分析． 关键词：混合仿真；动态相量；暂态稳定；高压直流输电 中图分类号：TM74 文献标识码：A 高压直流输电(High—VoltageDirectCurrent，简 分析且仿真速度快．对于复杂交直流输 电系统，系统 称HVDC)输 电技术在我国大区电网的发展和全国 中存在开关元件，由于电力系统的庞大和复杂性以 大联网中发挥重要作用．交直流联合输 电已成为现 及计算规模和时间的限制，不可能对系统中所有这 代电力系统发展的必然趋势．西电东送及三峡送电 些开关器件采用精确考虑阀开关过程和三相全 电流 到广东，将形成世界上最复杂的多馈人交直流混合 电压波形的EMT模型；采用传统的准稳态 (又称平 系统，因此对复杂交直流系统的准确建模和仿真研 均值)模型又影响准确性，特别是不能准确考虑不 究已成为我国紧迫的研究任务． 对称故障和换相失败对 HVDC系统运行和AC／DC 电力系统时域仿真中的模型通常可分为电磁暂 系统暂态稳定的影响． 态(ElectromagneticTransient，简称EMT)模型和机电 近年来 ，一种新的建模方法即动态相量法被引 暂态模型两种类型．电磁暂态模型计及快速的电磁 入到电力电子器件的建模中¨．动态相量理论通过 暂态，可 以精确地模拟含有灵活交流输 电系统 对元件变量进行傅立叶变换 ，导出其主导分量对应 (FlexibleAlternatingCurrentTransmissionSystem，简 的时变傅立叶系数，以此近似元件动态，进一步建立 称 FACTS)或 HVDC装置的复杂系统中各种元件 相应的动态相量模型．动态相量模型是介于准稳态 (包括电子开关)的快速暂态过程，但计算步长小， 模型和电磁暂态 (EMT)模型之间的一种相量模 计算量大，仿真速度慢，难以适应大系统分析；机电 型 ‘，其模型的复杂程度可根据分析的需要而改 暂态模型则忽略快速的电磁暂态，并对 FACTS和 变，因此应用于暂态稳定仿真中可以大大提高计算 HVDC装置的换流部分采用准稳态模型，因此不能 效率而又具有 良好的工程精度．动态相量建模已被 准确地描述这些电力电子装置的快速暂态过程，对 应用于FACTS器件的建模 4j、三相电机建模 等． 仿真精度有影响，但可适应大系统的机电暂态仿真 文献 [6]对 HVDC输 电系统建立了动态相量模型，