换流器直流侧阻抗模型的确定方法、装置和计算机设备与流程

本技术涉及电力系统建模与分析，特别是涉及一种换流器直流侧阻抗模型的确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、近年来，基于mmc(modular multilevel converter，模块化多电平换流器)的柔性直流输电系统发生过多起宽频振荡事件，严重威胁电力系统的安全稳定运行。为了确保电力系统的安全稳定运行，需要确保柔性直流输电系统振荡稳定性。阻抗分析法是研究柔性直流输电系统振荡稳定性的重要方法，如何准确构建mmc的阻抗模型成为重点难题。

2、然而，现有的mmc阻抗模型构建方法是根据mmc交流端口的频率耦合效应确定的，导致柔直输电系统振荡稳定性分析的准确性低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高柔直输电系统振荡稳定性分析的准确性的换流器直流侧阻抗模型的确定方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种换流器直流侧阻抗模型的确定方法。所述方法包括：

3、获取换流器的第一耦合阻抗模型以及与所述换流器连接的交流电网的第二耦合阻抗模型；

4、在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量的情况下，根据所述第一耦合阻抗模型确定所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式；以及

5、根据所述第一耦合阻抗模型、第二耦合阻抗模型和所述换流器的交流端口连接条件，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式；

6、基于所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

7、在其中一个实施例中，所述第一耦合阻抗模型中包括所述换流直流侧的自阻抗和所述换流器交流与直流之间的互阻抗，所述在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量的情况下，根据所述第一耦合阻抗模型确定所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式，包括：

8、在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的谐波电压扰动分量的情况下，获取在所述换流器直流侧电流中产生第一谐波电流分量，以及所述换流器交流侧产生的第二谐波电流分量和第三谐波电流分量；

9、根据所述换流直流侧的自阻抗和所述换流器交流与直流之间的互阻抗、所述第一谐波电流分量、第二谐波电流分量、所述第三谐波电流分量和所述谐波电压扰动分量，确定用于表征所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交流侧电流的响应关系式。

10、在其中一个实施例中，所述第一耦合阻抗模型中包括所述换流器交流侧的自阻抗、所述换流器直流侧的自阻抗和所述换流器交流侧不同频率之间的阻抗以及所述换流器交直流之间的阻抗；所述第二耦合阻抗模型中包括所述交流电网的自阻抗和所述交流电网的互阻抗，所述根据所述第一耦合阻抗模型、第二耦合阻抗模型和所述换流器的交流端口连接条件，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式，包括：

11、在所述交流端口连接条件为所述换流器交流端口输出电压等于所述交流电网输出电压，所述换流器交流端口吸收电流和所述交流电压吸收的电流之和为零的情况下，根据所述换流器交流侧在两个耦合频率各自对应的自阻抗、所述换流直流侧的自阻抗和所述换流器交流侧不同频率之间的阻抗、所述换流器交直流之间的阻抗、所述交流电网的自阻抗、所述交流电网的互阻抗、所述第一谐波电流分量、第二谐波电流分量和所述第三谐波电流分量，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式。

12、在其中一个实施例中，所述基于所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型，包括：

13、对所述约束关系式进行矩阵处理，得到所述第一谐波电流分量、第二谐波电流分量和所述第三谐波电流分量满足的第一表达式和第二表达式；

14、联立所述第一表达式和第二表达式，对所述第二谐波电流分量进行消元处理，得到所述第一谐波电流分量和所述第三谐波电流分量满足的第三表达式；

15、对所述第三谐波电流分量进行消元处理，得到所述第一谐波电流分量和所述第二谐波电流分量满足的第四表达式；

16、基于所述响应关系式、所述第三表达式和所述第四表达式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

17、在其中一个实施例中，所述基于所述响应关系式、所述第三表达式和所述第四表达式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型，包括：

18、当所述第三表达式和所述第四表达式中的所述换流器交流侧的自阻抗与所述交流电网的自阻抗的乘积之和不等于所述换流器交流侧不同频率之间的阻抗和所述交流电网的互阻抗的乘积之和，基于所述响应关系式，根据所述第三表达式和所述第四表达式确定所述第三谐波电流分量和所述电压谐波扰动分量满足的电压电流关系；

19、根据所述第三谐波电流分量和所述电压谐波扰动分量满足的电压电流关系，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

20、在其中一个实施例中，所述基于所述响应关系式、所述第三表达式和所述第四表达式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型，包括：

21、当所述第三表达式和所述第四表达式中的所述换流器交流侧的自阻抗与所述交流电网的自阻抗的乘积之和等于所述换流器交流侧不同频率之间的阻抗和所述交流电网的互阻抗的乘积之和，则确定所述换流器的直流侧阻抗为无穷大。

22、第二方面，本技术还提供了一种换流器直流侧阻抗模型的确定装置。所述装置包括：

23、模型获取模块，用于获取换流器的第一耦合阻抗模型以及与所述换流器连接的交流电网的第二耦合阻抗模型；

24、关系式确定模块，用于在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量的情况下，根据所述第一耦合阻抗模型确定所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式；以及

25、根据所述第一耦合阻抗模型、第二耦合阻抗模型和所述换流器的交流端口连接条件，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式；

26、阻抗模型确定模块，用于基于所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

27、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

28、获取换流器的第一耦合阻抗模型以及与所述换流器连接的交流电网的第二耦合阻抗模型；

29、在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量的情况下，根据所述第一耦合阻抗模型确定所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式；以及

30、根据所述第一耦合阻抗模型、第二耦合阻抗模型和所述换流器的交流端口连接条件，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式；

31、基于所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

32、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

33、获取换流器的第一耦合阻抗模型以及与所述换流器连接的交流电网的第二耦合阻抗模型；

34、在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量的情况下，根据所述第一耦合阻抗模型确定所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式；以及

35、根据所述第一耦合阻抗模型、第二耦合阻抗模型和所述换流器的交流端口连接条件，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式；

36、基于所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

37、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

38、获取换流器的第一耦合阻抗模型以及与所述换流器连接的交流电网的第二耦合阻抗模型；

39、在所述换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量的情况下，根据所述第一耦合阻抗模型确定所述换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式；以及

40、根据所述第一耦合阻抗模型、第二耦合阻抗模型和所述换流器的交流端口连接条件，确定所述换流器交直流侧之间电流的约束关系式；

41、基于所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型。

42、上述换流器直流侧阻抗模型的确定方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，基于换流器和交流电网的连接关系，通过在换流器的直流侧电压叠加第一频率的电压谐波扰动分量，根据获取的换流器的第一耦合阻抗模型以及与换流器连接的交流电网的第二耦合阻抗模型，分别确定换流器直流侧电压扰动信号和所述换流器交直流侧电流的响应关系式，以及换流器交直流侧之间电流的约束关系式，根据所述响应关系式和所述约束关系式，确定所述换流器的直流侧阻抗模型，即通过考虑换流器交流侧自身以及交直流之间的频率耦合作用以及与换流器连接的交流电网阻抗影响的耦合作用，可以准确地确定直流侧阻抗模型，进而提高了电力系统振荡稳定性分析的准确性。