本發(fā)明涉及系統(tǒng)級模型搭建，特別是涉及一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型及構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、高壓直流輸電(high?voltage?direct?current，hvdc)系統(tǒng)包括直流輸電工程以及換流站工程，換流站包括整流站和逆變站，送端進(jìn)行整流變換的地方叫整流站，而受端進(jìn)行逆變變換的地方叫逆變站。實(shí)現(xiàn)整流和逆變變換的裝置分別稱為整流器和逆變器，它們統(tǒng)稱為換流器。

2、在一個(gè)高壓直流輸電系統(tǒng)中，電能從三相交流電網(wǎng)的一點(diǎn)導(dǎo)出，在整流站轉(zhuǎn)換成直流，通過架空線或電纜傳送到接受點(diǎn)。直流在逆變站轉(zhuǎn)化成交流后，再進(jìn)入接收方的交流電網(wǎng)。直流輸電的額定功率通常大于100兆瓦，許多在1000-3000兆瓦之間。通常采用搭建系統(tǒng)仿真模型的方式直觀地了解hvdc的一些運(yùn)行特性。

3、在仿真模型搭建方面，傳統(tǒng)的hvdc都是直接與兩個(gè)大的交流電網(wǎng)隔開，無法考慮交流電網(wǎng)的變電站對hvdc換流站的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，解決了傳統(tǒng)的hvdc都是直接與兩個(gè)大的交流電網(wǎng)隔開，無法考慮交流電網(wǎng)的變電站對hvdc換流站的影響的問題。

2、本發(fā)明提供一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，包括一次拓?fù)淠K和二次控制模塊，所述一次拓?fù)淠K包括整流側(cè)的第一電源模塊和整流站模塊、直流輸電模塊和逆變側(cè)的逆變站模塊和第二電源模塊；

3、所述第一電源模塊和第二電源模塊均采用具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)特性的電源，用于模擬兩個(gè)交流電網(wǎng)；

4、所述整流站模塊輸入端與第一電源模塊電連接，所述整流站模塊用于將第一電源模塊的交流電轉(zhuǎn)換為直流電；

5、所述直流輸電模塊輸入端與整流站模塊輸出端電連接，輸出端與逆變站模塊輸入端連接，所述直流輸電模塊用于將整流站模塊轉(zhuǎn)換后的直流電傳輸?shù)侥孀冋灸K；

6、所述逆變站模塊輸出端與第二電源模塊電連接，所述逆變站模塊用于將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并將轉(zhuǎn)換后交流電輸入至第二電源模塊；

7、所述二次控制模塊基于pid控制邏輯，用于對整流側(cè)和逆變側(cè)的電流、電壓和功率進(jìn)行控制。

8、優(yōu)選的，所述整流站模塊包括交流濾波器和整流換流器，所述逆變站模塊包括交流濾波器和逆變換流器；所述交流濾波器采用3組bp11/bp13濾波器、3組hp24/36濾波器和2組hp3濾波器；所述整流換流器和逆變換流器均采用12脈動(dòng)換流器，所述逆變換流器的12脈動(dòng)換流器中點(diǎn)接地。

9、優(yōu)選的，3組bp11/bp13濾波器、3組hp24/36濾波器和2組hp3濾波器均并聯(lián)在整流側(cè)和逆變側(cè)的交流母線處。

10、優(yōu)選的，所述整流站模塊和逆變站模塊還包括換流變壓器，換流變壓器均采用單相雙繞組型式。

11、優(yōu)選的，所述直流輸電模塊包括主線接線模塊，所述直流接線模塊采用基于12脈動(dòng)換流閥的對稱單極接線。

12、優(yōu)選的，所述直流輸電模塊還包括直流濾波器和兩個(gè)直流級，整流側(cè)的直流濾波器采用一組6/12濾波器，接在兩個(gè)直流極之間；逆變側(cè)的每個(gè)直流級均配置一組6/12濾波器，接在直流極和地之間。

13、優(yōu)選的，在整流側(cè)采用定電流控制，在逆變側(cè)采用amax角以及定電流控制；整流側(cè)和逆變側(cè)都配有閉環(huán)電流控制器、電壓控制器以及低壓限流控制環(huán)節(jié)。

14、優(yōu)選的，所述高壓直流輸電系統(tǒng)輸送功率為1200mw，額定直流電壓±200kv,輸電距離約111km，整流站模塊和逆變站模塊均不設(shè)置接地極及接地極線路。

15、優(yōu)選的，所述高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下的交流母線電壓的各次諧波畸變率奇次不超過1.25％，偶次不超過0.5％，總的諧波畸變率不大于1.75％，電話諧波波形系數(shù)不大于1.0％。

16、一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型的構(gòu)建方法，包括以下步驟：

17、獲取hvdc設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)hvdc設(shè)計(jì)參數(shù)構(gòu)建整流站模塊、直流輸電模塊和逆變站模塊；

18、采用具有負(fù)反饋調(diào)節(jié)特性的電源構(gòu)建第一電源模塊和第二電源模塊；

19、依次將第一電源模塊、整流站模塊、直流輸電模塊、逆變站和第二電源模塊電連接，得到一次拓?fù)淠K；

20、基于pid控制邏輯，構(gòu)建二次控制模塊；

21、結(jié)合一次拓?fù)淠K和二次控制模塊構(gòu)建高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

23、本發(fā)明的一次拓?fù)淠K包括整流側(cè)的第一電源模塊和整流站模塊、直流輸電模塊和逆變側(cè)的逆變站模塊和第二電源模塊，其中第一電源模塊和第二電源模塊模擬的是交流電網(wǎng)，一次拓?fù)洳捎脤ΨQ單極接線，將換流站與變電站共同建設(shè)，從而將該hvdc嵌入至交流電網(wǎng)中。同時(shí)還提供了一種二次控制模塊，從系統(tǒng)一次拓?fù)湟约岸慰刂颇K構(gòu)建等方面考慮構(gòu)建運(yùn)行于多工況下的系統(tǒng)級模型。可用于直觀地了解hvdc的一些運(yùn)行特性，研究交流電網(wǎng)的變電站對hvdc換流站的影響，利用二次控制模塊可將hvdc穩(wěn)定運(yùn)行于額定工況附近。

技術(shù)特征：

1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，包括一次拓?fù)淠K和二次控制模塊，其特征在于，所述一次拓?fù)淠K包括整流側(cè)的第一電源模塊和整流站模塊、直流輸電模塊和逆變側(cè)的逆變站模塊和第二電源模塊；

2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，所述整流站模塊包括交流濾波器和整流換流器，所述逆變站模塊包括交流濾波器和逆變換流器；所述交流濾波器采用3組bp11/bp13濾波器、3組hp24/36濾波器和2組hp3濾波器；所述整流換流器和逆變換流器均采用12脈動(dòng)換流器，所述逆變換流器的12脈動(dòng)換流器中點(diǎn)接地。

3.如權(quán)利要求2所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，3組bp11/bp13濾波器、3組hp24/36濾波器和2組hp3濾波器均并聯(lián)在整流側(cè)和逆變側(cè)的交流母線處。

4.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，所述整流站模塊和逆變站模塊還包括換流變壓器，換流變壓器均采用單相雙繞組型式。

5.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，所述直流輸電模塊包括主線接線模塊，所述直流接線模塊采用基于12脈動(dòng)換流閥的對稱單極接線。

6.如權(quán)利要求5所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，所述直流輸電模塊還包括直流濾波器和兩個(gè)直流級，整流側(cè)的直流濾波器采用一組6/12濾波器，接在兩個(gè)直流極之間；逆變側(cè)的每個(gè)直流級均配置一組6/12濾波器，接在直流極和地之間。

7.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，在整流側(cè)采用定電流控制，在逆變側(cè)采用amax角以及定電流控制；整流側(cè)和逆變側(cè)都配有閉環(huán)電流控制器、電壓控制器以及低壓限流控制環(huán)節(jié)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，所述高壓直流輸電系統(tǒng)輸送功率為1200mw，額定直流電壓±200kv,輸電距離約111km，整流站模塊和逆變站模塊均不設(shè)置接地極及接地極線路。

9.如權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型，其特征在于，所述高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行工況下的交流母線電壓的各次諧波畸變率奇次不超過1.25％，偶次不超過0.5％，總的諧波畸變率不大于1.75％，電話諧波波形系數(shù)不大于1.0％。

10.一種如權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型的構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型及構(gòu)建方法，涉及系統(tǒng)級模型搭建技術(shù)領(lǐng)域，該模型包括一次拓?fù)淠K和二次控制模塊，一次拓?fù)淠K包括整流側(cè)的第一電源模塊和整流站模塊、直流輸電模塊和逆變側(cè)的逆變站模塊和第二電源模塊；整流站模塊輸入端與第一電源模塊電連接，直流輸電模塊輸入端與整流站模塊輸出端電連接，輸出端與逆變站模塊輸入端連接，逆變站模塊輸出端與第二電源模塊電連接；二次控制模塊基于PID控制邏輯，用于對整流側(cè)和逆變側(cè)的電流、電壓和功率進(jìn)行控制。本發(fā)明的一次拓?fù)洳捎脤ΨQ單極接線，將該HVDC嵌入至交流電網(wǎng)中，研究交流電網(wǎng)的變電站對HVDC換流站的影響。

技術(shù)研發(fā)人員：茅鑫同,吳巍,趙會(huì)龍,張獻(xiàn)蒙,謝洪平,韓超,劉巍,劉方涵,吳樂洋,晏露陽,倪晨晨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司建設(shè)分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19