一种基于VSC-HVDC的交直流系统暂态稳定分析方法

本发明属于柔性直流输电的暂态稳定分析领域，具体涉及一种基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法。

背景技术：

1、作为世界能源结构主体的化石能源，由于其本身的不可再生性和世界各国伴随着经济高速发展对能源不断增加的需求，化石能源的储量正在日益枯竭。另一方面，全球气候的异常变化，极端天气的多发等环境问题已经影响到了人类的可持续发展。由于以上两大主要原因，发展可再生新能源，对已有的能源结构进行改革已经势在必行。

2、我国提出了碳达峰和碳中和的目标，要求推动能源绿色低碳转型和高质量发展。作为降低碳排放的重要抓手，我国可再生能源迎来了发展阶段。但是由于我国地域广阔且能源分布不均匀，主要的用电区域华东及沿海地区与大部分新能源分布的西北地区相隔甚远，所以发展柔性直流输电有着重要意义。柔性直流输电在长距离输电上有着交流输电难以达到的优势，比如：不产生电容电流、线路两端系统不需要同步运行、经济性好等。

3、同时，随着经济的增长和社会的发展，国民对电力系统供电稳定性与安全性的要求也越来越高，所以对加入vsc-hvdc的交直流系统的暂态稳定性评估也愈发重要。其中，最重要的两种分析方法分别是时域仿真法和直接法。

4、相对比而言，直接法比时域仿真法做出系统稳定判断的时间更快，并可以给出稳定裕度信息，而基于稳定边界跟踪技术的主导不稳定平衡点法作为直接法中最新的一种方法，与现有的其它直接法相比，在计算精度上有了较大地提升，但是同时对技术的要求也变得更高。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法。

2、实现本发明目的的具体技术方案为：

3、一种基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，包括以下步骤：

4、步骤1、构建基于vsc-hvdc的交直流系统稳态模型，确定故障前稳定平衡点；

5、步骤2、构建基于vsc-hvdc的交直流系统暂态模型，并用时域仿真法进行仿真，得到故障中轨迹，投影到故障后系统，基于故障前稳定平衡点作为初值，利用投影电压和故障后系统，确定故障后稳定平衡点；

6、步骤3、构造基于vsc-hvdc的交直流系统能量函数，并基于步骤2中仿真得到的故障轨迹，确定系统能量极大值，作为逸出点；

7、步骤4、将逸出点作为初值，基于稳定边界跟踪确定降阶系统积分过程的范数，找出范数极小值点；

8、步骤5、将范数极小值点作为初值确定主导不稳定平衡点；

9、步骤6、确定主导不稳定平衡点处的能量，并将该点能量作为临界能量，确定系统极限切除时间，完成交直流系统的暂态稳定分析。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

11、(1)本发明的方案基于vsc-hvdc的交直流系统稳态模型和暂态模型先后确定故障后稳定平衡点、逸出点、范数极小值点、主导不稳定平衡点，最终确定系统极限切除时间，在实际交直流系统中根据系统极限切除时间从而确定交直流系统的暂态稳定状态；

12、(2)本发明的方案能够确定含vsc-hvdc交直流系统暂态稳定分析中的最小梯度点和主导不稳定平衡点，进一步提高了直接法暂态稳定分析的精度，有利于柔性直流输电系统的稳定性。

技术特征：

1.一种基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，所述步骤1中的基于vsc-hvdc的交直流系统稳态模型，具体为：

3.根据权利要求1所述的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，所述步骤2中的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态模型，具体为：

4.根据权利要求1所述的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，所述步骤3中的构造基于vsc-hvdc的交直流系统能量函数，具体为：

5.根据权利要求1所述的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，所述步骤4中的确定范数极小值点，具体为：

6.根据权利要求1所述的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，所述步骤5中的确定主导不稳定平衡点，具体为：

7.根据权利要求1所述的基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析方法，其特征在于，所述步骤6中的确定主导不稳定平衡点处的能量，具体为：

8.一种基于vsc-hvdc的交直流系统暂态稳定分析系统，其特征在于，包括以下模块：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7之任一所规定的方法步骤。

10.一种储存有计算机程序的计算机可存储介质，其特征在于，在该计算机程序上由处理器来实现如上述1至7之任一所规定的方法步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于VSC‑HVDC的交直流系统暂态稳定分析方法，首先构建基于VSC‑HVDC的交直流系统稳态模型和暂态模型，确定故障前、后稳定平衡点，之后构造基于VSC‑HVDC的交直流系统能量函数，并基于故障轨迹，确定系统能量极大值，作为逸出点，将逸出点作为初值，基于稳定边界跟踪确定降阶系统积分过程的范数，找出范数极小值点，将范数极小值点作为初值确定主导不稳定平衡点，最后确定主导不稳定平衡点处的能量，并将该点能量作为临界能量，确定系统极限切除时间，完成交直流系统的暂态稳定分析。本发明的方案能够确定含VSC‑HVDC交直流系统暂态稳定分析中的最小梯度点和主导不稳定平衡点，提高了直接法暂态稳定分析的精度，有利于柔性直流输电系统的稳定性。

技术研发人员：陈泽伟,李孟佳,江宁强
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5