直流输电系统的准稳态模型也是普遍采用的计算模型。图2.6稳态分析时交直流输电系统接口示意图图2.6中，T为换流变压器变比；Pd和Qd分别为注入交流系统的有功功率和无功功率。根据高压直流输电系统的稳态运行等值电路和交直流输电系统接口原理，高压直流输电系统的数学模型如下述方程所示：式中Ut——换流变压器交流母线电压有效值；γ——关断角；μ——换相角。......
2023-06-29
基于ADPSS的交直流输电系统的模型优化
【摘要】：本节以某特高压直流系统和交流电网组成的交直流混合电网为研究对象，基于混合仿真的基本原理，应用ADPSS搭建特高压交直流系统的机电暂态模型和特高压直流分层接入的电磁暂态模型。图2.22交直流混合电网机电暂态模型表2.1交直流混合电网主要参数2.高压直流系统电磁暂态建模在仿真软件ADPSS中搭建电磁暂态模型，高压直流输电系统包括整流站、两个逆变站、交流滤波器、直流滤波器、平波电抗器、接地极和相应的控制系统。
电力系统全数字仿真装置（Advanced Digital Power System Simulator，ADPSS）是中国电力科学研究院自主研发的基于高性能微机机群的全数字仿真系统，实现了大规模复杂电力系统的机电暂态和电磁暂态的实时和超实时仿真[14]。
ADPSS装置采用高性能的机群服务器，其具有费用低、易扩展等优势，如果需要扩展计算节点，只需增加节点、更新配置文件。ADPSS采用管理和计算分离的双网结构，管理网络采用廉价低速的百兆以太网，计算网络采用高速的千兆以太网或Myrinet网络，网络分离提高了网络实用性，同时保证数据的传输带宽。基于机群的多节点结构和高速本地通信网络，使用并行计算技术对计算任务分解，并实现实时同步控制。利用该仿真装置，可以进行3 000台机、20 000个节点的大型交直流电力系统机电暂态仿真以及机电-电磁暂态混合仿真研究，可以与调度自动化系统相连接的在线数据进行仿真，可以接入继电保护、励磁控制、FACTS控制等实际物理装置进行数-模混合仿真实验，可接入MATLAB等商用软件进行局部和子任务计算，接入用户自定义模型以完成用户指定功能和任务。因此，该装置能够广泛应用于电力系统规划、运行、实验检测、培训等领域，其主要用途如下：电力系统故障的再现与分析；实际物理装置检验和实验研究；电网规划和运行研究；在线分析计算等。
本节以某特高压直流系统和交流电网组成的交直流混合电网为研究对象，基于混合仿真的基本原理，应用ADPSS搭建特高压交直流系统的机电暂态模型和特高压直流分层接入的电磁暂态模型。
1.交直流混合电网机电暂态建模
交直流混合电网机电暂态模型（图2.22）采用某电网规划数据搭建，模型中的特高压交直流系统参数采用规划数据，500 kV及以下电压等级的变压器、发电机和输电线路参数均与电网内实际参数保持一致，其中主要参数如表2.1所示。
图2.22 交直流混合电网机电暂态模型
表2.1 交直流混合电网主要参数
2.高压直流系统电磁暂态建模
在仿真软件ADPSS中搭建电磁暂态模型，高压直流输电系统包括整流站、两个逆变站、交流滤波器、直流滤波器、平波电抗器、接地极和相应的控制系统。
直流系统在实际运行过程中需要大量的无功功率（占输送有功功率的40%～60%），这些无功补偿装置由交流滤波器和并联电容器共同组成[15]。工程实际所采用的交流滤波器为调谐滤波器、高通滤波器和调谐高通滤波器，共分为4大组，20小组，其容量为6 665 Mvar。交流滤波器模型的搭建采用三相串联RLC元件，其接线图如图2.23所示。
在每极直流极母线与中性母线之间装设有两组双调谐或一组三调谐直流滤波器，其作用是消除特征谐波、高次谐波和抑制直流侧谐振的作用。直流滤波器采用三调谐无源滤波器，其模型是通过采用单相串联RLC元件进行搭建的，具体接线图如图2.24所示。
图2.23 交流滤波器结构图
图2.24 直流滤波器结构图
特高压直流系统采用干式平波电抗器[11]，平均布置在极母线和中性母线上，根据特高压直流工程实际情况平波电抗器的电抗值可取为0.05 H。
3.特高压直流控制系统建模
控制系统作为特高压直流输电系统的核心，极大程度地决定了其运行性能的好坏[15]。本书的特高压直流输电控制系统采用电力系统全数字混合仿真装置（ADPSS）自带的控制模块，其控制逻辑层次如图2.25所示[14，15]。
图2.25 特高压直流输电系统控制逻辑框图
直流输电工程一次系统的设备及电气参数采用规划数据，其详细参数可参见运行标准和规程，逆变侧电网采用等值处理[16]。
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2023-06-29
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