一种混合多端直流输电系统控制参数优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110504685A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910796088.5(22)申请日2019.08.27(71)申请人南方电网科学研究院有限责任公司地址510670广东省广州市萝岗区科学城科翔路11号J1栋3、4、5楼及J3栋3楼申请人中国南方电网有限责任公司(72)发明人黄伟煌李明郭铸曹润彬刘涛李岩许树楷(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人林梅繁(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/36(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书19页附图6页(54)发明名称一种混合多端直流输电系统控制参数优化方法(57)摘要本发明属于直流输电系统控制参数优化领域，涉及一种混合多端直流输电系统控制参数优化方法，包括：对混合多端直流输电系统建立详细的LCC、MMC换流站非线性状态空间模型，并通过π型等值的直流输电线路将各换流站模型相联立，求得稳态平衡点状态值；对已构建的非线性状态空间模型进行泰勒展开，忽略高次项，构建通用、详细的混合多端直流输电系统的小干扰动态模型；以小干扰动态模型的状态矩阵的特征值作为系统小干扰稳定分析的依据，构建以特征值关联的罚函数为目标函数；采用粒子群算法对混合多端直流输电系统各控制器的控制参数进行优化求解，得到混合多端直流输电系统的最优控制参数组合。本发明提高了直流输电系统控制参数的全局优化效率。CN110504685ACN110504685A权利要求书1/2页1.一种混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对混合多端直流输电系统建立详细的LCC、MMC换流站非线性状态空间模型，并通过π型等值的直流输电线路将各换流站模型相联立，求得稳态平衡点状态值；S2、对已构建的非线性状态空间模型进行泰勒展开，忽略高次项，构建通用、详细的混合多端直流输电系统的小干扰动态模型；S3、以小干扰动态模型的状态矩阵的特征值作为系统小干扰稳定分析的依据，构建以特征值关联的罚函数为目标函数；S4、采用粒子群算法对混合多端直流输电系统各控制器的控制参数进行优化求解，得到适用于混合多端直流输电系统的最优控制参数组合。2.根据权利要求1所述的混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，步骤S1包括：混合多端直流输电系统中包含多个LCC和MMC换流站；对混合多端直流输电系统中的每一个LCC换流站进行通用结构的建模处理；对混合多端直流输电系统中的每一个MMC换流站进行通用结构的建模处理；对混合多端直流输电系统中的每一个直流线路拓扑的建模处理；混合多端直流输电系统非线性状态空间模型联立求解。3.根据权利要求2所述的混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，LCC换流站进行通用结构的建模处理，包括：(1)建立LCC侧交流系统的数学模型；(2)LCC侧交流系统与换流母线交接处并联有交流滤波器模块，采用经典的CIGRE输电模型交流滤波器结构，对LCC侧交流系统与换流母线交接处的PCC点电压进行d-q轴分解；(3)建立LCC内部的状态空间模型；(4)对LCC换流站的控制系统进行等值建模处理，通过设定的电流指令值减去实际测得的整流侧电流，经PI校正环节得到β角，用π减去β角后得到触发角指令信号；(5)建立LCC换流站的锁相环的状态空间方程；(6)联立(1)-(5)建立混合多端直流输电系统中每个LCC换流站的非线性状态空间模型。4.根据权利要求3所述的混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，通过对六相脉动换流器进行等值处理得到LCC内部的状态空间模型。5.根据权利要求2所述的混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，MMC换流站进行通用结构的建模处理，包括：①MMC换流站交流系统侧与换流变压器交点设为PCC点，将PCC点电压进行d-q轴分解；②对MMC内部的动态行为进行详细建模；③MMC换流站出口处直流电流作为与直流线路拓扑网络的接口，建立其状态空间表达式；④对MMC换流站的控制系统进行等值建模处理；⑤联立①-④，建立混合多端直流输电系统中每个MMC换流站的非线性状态空间模型。6.根据权利要求5所述的混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，对MMC内部的动态行为进行详细建模包括：通过d-q变换，将原来的时变系统转换为非时变系2CN110504685A权利要求书2/2页统；内部动态行为中的电容电压由直流分量和交流波动分量组成，交流波动分量包括基频、二倍频和三倍频分量。7.根据权利要求1所述的混合多端直流输电系统控制参数优化方法，其特征在于，混合多端直流输电系统的小干扰动态模型为：其中，ΔU为输入量矩阵，由