计及频率耦合的LCC-HVDC稳定性分析方法及装置与流程

计及频率耦合的lcc-hvdc稳定性分析方法及装置
技术领域
1.本发明涉及高压直流输电技术领域，具体涉及计及频率耦合的lcc-hvdc稳定性分析方法及装置。


背景技术：

2.随着社会经济的不断发展，为满足负荷快速增长需求，电网规模逐步扩大，高压直流输电在我国的电力系统中得到了广泛的应用。目前高压直流输电技术包括电网换相换流器型高压直流输电(lcc-hvdc)、电压源换流器型高压直流输电和模块化多电平换流器型高压直流输电，其中lcc-hvdc技术成熟且具有输电容量大、换流站损耗低等特点，在市场中占据主导地位，并且在未来一段时间内仍会占据市场的很大份额。为lcc-hvdc运行提供无功支撑的当地电网因距hvdc整流站较远而具有“弱联系电网”的特征，使得弱电网与lcc-hvdc互联系统存在次/超同步振荡风险。
3.基于阻抗模型的稳定性分析方法通过分别获得电力电子装置和电网的端口阻抗特性，再通过两者之间的阻抗比来判断该互联系统的稳定性，目前已在包括并网逆变器、双馈风力发电机、模块化多电平换流器等电力电子装置接入电网后的系统稳定性分析中得到了大量的研究与应用，是一种简单有效的系统稳定性分析方法。
4.在传统的lcc-hvdc送端电网稳定性分析中，通常认为lcc-hvdc可以分解为相互解耦的正序子系统和负序子系统，并且在小信号意义下，每个子系统在频域上均具有单入单出的特性。因此，当且仅当lcc-hvdc正序子系统和负序子系统均满足单入单出的奈奎斯特稳定性判据时，送端电网才可以稳定运行。
5.但是，如果lcc-hvdc控制中存在以下情况：(1)锁相环控制器带宽较大；(2)直流线路电感较小；(3)直流电流控制器带宽较大，此时，在公共耦合点(pcc)施加某一特定频率的电压扰动时，除了产生同频率的电流响应分量之外，还会产生另一个不同频率的电流响应分量，这种现象被称为lcc-hvdc的频率耦合特性。由于频率耦合现象在频域上具有单入多出特性，系统正负序阻抗不再解耦，原有的单入单出稳定性判据也不再适用。
6.近年来，有学者针对lcc-hvdc送端电网的稳定性进行了一定的研究。liu hanchao等在标题为small-signal stability analysis of offshore wind farms with lcc hvdc(2013ieee grenoble conference.grenoble：ieee，2013：1-8)的文献中对锁相环和相控环节进行小信号线性化从而建立了lcc-hvdc整流站的阻抗模型，但忽略了频率耦合现象，所建模型仅有正序阻抗和负序阻抗，并用正序阻抗进行了小信号稳定性分析。刘斌等在标题为直驱风电场经lcc-hvdc外送系统阻抗建模及振荡机理分析(中国电机工程学报，2021，41(10)：3492-3504)的文献中考虑lcc-hvdc频率耦合项的影响，对直驱风场与lcc-hvdc互联系统可能存在的振荡风险与机理进行了研究，但在分析时只考虑了正序阻抗的频率耦合特性。
7.综上所述，目前关于lcc-hvdc送端电网稳定性的研究均未采用一个能够准确描述锁相环控制不对称和调制模块输入信号不对称等多种频率耦合原因共同存在情况下的统
一的2
×
2的lcc-hvdc阻抗解析模型，无法准确分析多频率耦合因素共存情况下lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性问题；因此，目前急需一种更加完善的lcc-hvdc系统稳定性分析方法。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是，目前关于lcc-hvdc送端电网稳定性的研究均未采用一个能够准确描述锁相环控制不对称和调制模块输入信号不对称等多种频率耦合原因共同存在情况下的统一的2
×
2的lcc-hvdc阻抗解析模型，无法准确分析多频率耦合因素共存情况下lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性问题。
9.本发明目的在于提供计及频率耦合的lcc-hvdc稳定性分析方法及装置，对应的lcc-hvdc阻抗模型能够描述多种频率耦合因素共存情况下的频率耦合特性，对应的稳定性分析判断的判据为等效siso阻抗稳定性分析法；能够准确分析多频率耦合因素共存情况下lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性问题。
10.本发明通过下述技术方案实现：
11.第一方面，本发明提供了计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法，该方法包括：
12.对lcc-hvdc控制结构进行建模，得到lcc-hvdc的开关函数；
13.对lcc-hvdc主电路进行建模，得到相序域下lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型；联立所述lcc-hvdc的开关函数与所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型(即把所述lcc-hvdc的开关函数代入所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型)，求解得到求解后的lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型，并得到频率耦合特性矩阵y
lcc
；
14.在考虑频率耦合的情况下，计算得到电网阻抗矩阵zg；
15.根据所述电网阻抗矩阵zg和所述频率耦合特性矩阵y
lcc
，采用基于等效siso阻抗稳定性分析法判断lcc-hvdc送端电网的稳定性。
16.工作原理是：
17.基于现有技术lcc-hvdc稳定性分析方法中liu hanchao等在标题为small-signal stability analysis of offshore wind farms with lcc hvdc(2013ieee grenoble conference.grenoble：ieee，2013：1-8)的文献中对锁相环和相控环节进行小信号线性化从而建立了lcc-hvdc整流站的阻抗模型，但忽略了频率耦合现象，所建模型仅有正序阻抗和负序阻抗，并用正序阻抗进行了小信号稳定性分析。刘斌等在标题为直驱风电场经lcc-hvdc外送系统阻抗建模及振荡机理分析(中国电机工程学报，2021，41(10)：3492-3504)的文献中考虑lcc-hvdc频率耦合项的影响，对直驱风场与lcc-hvdc互联系统可能存在的振荡风险与机理进行了研究，但在分析时只考虑了正序阻抗的频率耦合特性。
18.本发明考虑到实际情况下lcc-hvdc的正序阻抗和负序阻抗同时具有频率耦合现象，其对外展现的特性应用一个2
×
2的阻抗矩阵来表征。本发明设计了一种计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法，本发明求解后的lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型中的频率耦合特性矩阵y
lcc
不仅存在正序阻抗(y
11
(s)的倒数)、负序阻抗(y
22
(s)的倒数)，还考虑了正序阻抗的频率耦合特性和负序阻抗的频率耦合特性(y
21
(s)为正序导纳耦合项，y
12
(s)为负序导纳耦合项)，且正序阻抗耦合项、负序阻抗耦合项均不为零；在实际情况中，
在中低频段lcc-hvdc的频率耦合程度较强，且正序阻抗和负序阻抗均具有频率耦合特征。因此，本发明lcc-hvdc系统稳定性分析方法更加符合实际情况，比现有的lcc-hvdc阻抗稳定性分析方法更加完善，从而避免忽略频率耦合而导致的误差，能够准确分析复杂情况下lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性。
19.本发明lcc-hvdc系统稳定性分析方法不仅适用于多种频率耦合因素共存的复杂情况，也可以通过对lcc-hvdc模型进行相应的化简，以适用于更加简单的工作情况，因此本发明具有很强的适用性。
20.进一步地，所述的lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型为：
[0021][0022]
式中：i
p
[f
p
]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p
的正序电流分量，in[f
p-2f1]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p-2f1的负序电流分量，v
p
[f
p
]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p
的正序电压分量，v
p2
[f
p-2f1]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p-2f1的负序电压分量，y
lcc
为lcc-hvdc的频率耦合特性矩阵，y
11
(s)为正序导纳，y
22
(s)为负序导纳，y
21
(s)为正序导纳耦合项，y
12
(s)为负序导纳耦合项；f
p
为lcc-hvdc交流侧扰动电压的频率，f1为基频。
[0023]
其中，
[0024]
进一步地，所述的对lcc-hvdc主电路进行建模步骤为：
[0025]
根据频域卷积定理，将lcc-hvdc交流电压与所述lcc-hvdc的开关函数卷积，得到直流电压频域分量；
[0026]
将所述直流电压频域分量除以直流线路阻抗，得到直流电流频域分量；
[0027]
将所述直流电流频域分量与所述lcc-hvdc的开关函数卷积，得到交流电流频域分量；
[0028]
将交流电流频域分量除以lcc-hvdc交流电压，得到频率耦合特性矩阵y
lcc
。
[0029]
进一步地，所述电网阻抗矩阵zg表达式为：
[0030][0031]
式中：zg为电网阻抗矩阵，z
11
(s)为电网在复频域下的正序阻抗，z
22
(s)为电网在复频域下的负序阻抗，s为拉普拉斯算子。
[0032]
进一步地，所述的采用基于等效siso阻抗稳定性分析法判断lcc-hvdc送端电网的稳定性，具体包括：
[0033]
采用基于等效siso阻抗稳定性分析法，将所述频率耦合特性矩阵y
lcc
(即变流器系统的导纳矩阵)的非对角线元素和电网阻抗转换到主对角线上，得到等效siso阻抗z
siso
；在伯德图中同时画出等效siso阻抗z
siso
和电网正序阻抗z
11
(s)；进行等效siso阻抗z
siso
和电网正序阻抗z
11
(s)这两条阻抗曲线幅值交点处的相位差是否超过180
°
的判断；若是，则判定系统不稳定；若否，则判定系统稳定。
[0034]
进一步地，所述lcc-hvdc的开关函数表达式包括频率分量的表达式、幅值分量的表达式；
[0035]
频率分量的表达式为：f＝mf1+n(f
p-f1)；
[0036]
幅值分量的表达式为：
[0037][0038]
式中：s
a1
[f]为lcc-hvdc a1相开关函数在频率f下的分量，m＝6k
±
1，α0为lcc-hvdc的触发延迟角稳态值，为基频电压相位，为调制模块在频率f
p-f1下的增益，为调制模块在频率f
p-f1下的增益的共轭。
[0039]
进一步地，所述的分量是根据lcc-hvdc控制结构，逐步对直流电流控制环节和锁相环控制环节进行小信号建模得到。
[0040]
第二方面，本发明又提供了计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析装置，该装置支持所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法；该装置包括：
[0041]
lcc-hvdc控制结构建模单元，用于对lcc-hvdc控制结构进行建模，得到lcc-hvdc的开关函数；
[0042]
lcc-hvdc主电路建模单元，用于对lcc-hvdc主电路进行建模，得到相序域下lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型；联立所述lcc-hvdc的开关函数与所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型(即把所述lcc-hvdc的开关函数代入所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型)，求解得到求解后的lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型，并得到频率耦合特性矩阵y
lcc
；
[0043]
电网阻抗矩阵计算单元，用于在考虑频率耦合的情况下，计算得到电网阻抗矩阵zg；
[0044]
稳定性判断单元，用于根据所述电网阻抗矩阵zg和所述频率耦合特性矩阵y
lcc
，采用基于等效siso阻抗稳定性分析法判断lcc-hvdc送端电网的稳定性。
[0045]
第三方面，本发明又提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法。
[0046]
第四方面，本发明又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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法。
[0047]
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0048]
1、本发明能够用于计及频率耦合特性下lcc-hvdc送端电网的稳定性分析；在实际情况中，在中低频段lcc-hvdc的频率耦合程度较强，且正序阻抗和负序阻抗均具有频率耦合特征，因此，本发明计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法更加符合实际情况，比现有的lcc-hvdc阻抗稳定性分析方法更加完善，从而避免忽略频率耦合而导致的误
差，能够准确分析复杂情况下lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性；
[0049]
2、本发明计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法及装置不仅适用于多种频率耦合因素共存的复杂情况，也可以通过对lcc-hvdc模型进行相应的化简，以适用于更加简单的工作情况，因此本发明具有很强的适用性。
附图说明
[0050]
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
[0051]
图1为本发明计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法流程示意图；
[0052]
图2为本发明lcc-hvdc系统结构及其控制框图；
[0053]
图3为本发明基于等效siso阻抗稳定性分析法的结果示意图；
[0054]
图4为本发明lcc-hvdc系统仿真波形示意图；
[0055]
图5为本发明系统pcc电压fft分析结果示意图；
[0056]
图6为本发明计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析装置结构示意图。
具体实施方式
[0057]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0058]
实施例1
[0059]
如图1所示，本发明计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法，该方法包括：
[0060]
对lcc-hvdc控制结构进行建模，得到lcc-hvdc的开关函数；
[0061]
对lcc-hvdc主电路进行建模，得到相序域下lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型；联立所述lcc-hvdc的开关函数与所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型(即把所述lcc-hvdc的开关函数代入所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型)，求解得到求解后的lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型，并得到频率耦合特性矩阵y
lcc
；
[0062]
在考虑频率耦合的情况下，计算得到电网阻抗矩阵zg；
[0063]
根据所述电网阻抗矩阵zg和所述频率耦合特性矩阵y
lcc
，采用基于等效siso阻抗稳定性分析法判断lcc-hvdc送端电网的稳定性。
[0064]
具体实施如下：
[0065]
(1)根据lcc-hvdc系统结构与控制框图(即控制结构、主电路)，对lcc-hvdc控制结构进行建模，得到lcc-hvdc交、直流的电压、电流之间的关系，也即lcc-hvdc的开关函数，再与相序域下主电路方程联立，以一种500mw的十二脉冲lcc-hvdc整流站系统为例，lcc-hvdc系统结构及其控制框图，如图2所示。
[0066]
图2中，pcc点的电压记为va、vb、vc，lcc-hvdc交流输入电流记为ia、ib和ic，lcc-hvdc整流站采用定直流电流控制方式，由于逆变站采用定直流电压控制方式，则可以近似将逆变站等效为一个恒定的直流源v
dc0
。直流侧电感ld代表直流电抗器与直流线路电感之和，直流侧电阻rd代表直流线路电阻，直流侧电容cd代表直流线路电容。十二脉冲lcc-hvdc
由相控模块产生触发脉冲，相控模块共有两个输入，包括触发角α和等效电网电压相位角θ
l
。i
dc
和i
dc0
分别为lcc-hvdc直流电流及其参考值，h
im
(s)代表直流电流测量环节，包括常数增益和一阶低通滤波器，hi(s)代表直流电流环pi控制器。h
pll
(s)代表锁相环pi控制器，θ
l
(0)为第l个开关管的相位滞后，mod为取余运算。
[0067]
考虑频率耦合的情况下，定义lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型为：
[0068][0069]
式中：i
p
[f
p
]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p
的正序电流分量，in[f
p-2f1]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p-2f1的负序电流分量，v
p
[f
p
]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p
的正序电压分量，v
p2
[f
p-2f1]为lcc-hvdc在公共耦合点处频率为f
p-2f1的负序电压分量，y
lcc
为lcc-hvdc的频率耦合特性矩阵，f
p
为lcc-hvdc交流侧扰动电压的频率，f1为基频。
[0070]
频率耦合特性矩阵y
lcc
中y
11
(s)为正序导纳，y
22
(s)为负序导纳，y
21
(s)为正序导纳耦合项，y
12
(s)为负序导纳耦合项；s为拉普拉斯算子。
[0071]
其中，
[0072]
首先，假设交流电网a相电压上叠加一个频率为f
p
的正序小信号扰动项，来推导正序导纳及其耦合项。
[0073]
lcc-hvdc交流电压：a相电压的时域表达式可表示为：
[0074][0075]
其中，v1、f1、分别是基频电压幅值、频率、相位，v
p
、f
p
、分别是扰动电压幅值、频率、相位，v
p
＜＜v1。
[0076]
lcc-hvdc交流电压：a相电压的频域表达式可表示为：
[0077][0078]
根据如图2所示的lcc-hvdc系统框图，开关函数可用于描述lcc-hvdc交流侧和直流侧之间的关系，利用开关函数可将lcc-hvdc直流电压表示为：
[0079][0080]
其中，v
dc1
(t)是下方六脉冲桥的直流电压,v
dc2
(t)是上方六脉冲桥的直流电压，s
k1
(t)、s
k2
(t)分别是k1、k2相的开关函数，v
k1
(t)、v
k2
(t)分别是k1、k2相的变压器副边电压。
[0081]
同理，可将lcc-hvdc交流侧电流表示为：
[0082][0083]
其中，i
dc
(t)为lcc-hvdc直流电流，i
k1
(t)、i
k2
(t)分别为k1、k2相的变压器副边电流。
[0084]
假设忽略变压器漏感，以a1相开关函数为例，定义其为：
[0085][0086]
采用3-d傅里叶变换，将a1相开关函数变换到频域，频率分量为：mf1±
n(f
p-f1)，幅值可表示为：
[0087][0088]
其中，s
a1
[f]为lcc-hvdc a1相开关函数在频率f下的分量，其余各相的开关函数只需在a1相开关函数的基础上进行一定角度的相移即可得到，m＝6k
±
1，α0为lcc-hvdc的触发延迟角稳态值，为调制模块在频率f
p-f1下的增益，其表达式为：
[0089][0090]
其中，s＝p+jq，p为输入有功功率，q为输入无功功率，i
dc
为lcc-hvdc直流电流稳态值，z
dc
(s)为直流线路阻抗，其表达式为：
[0091][0092]
具体地，所述的对lcc-hvdc主电路进行建模步骤为：
[0093]
根据频域卷积定理，将lcc-hvdc交流电压与所述lcc-hvdc的开关函数的频域模型卷积，并考虑变压器绕组不同接线方式对电压相位的影响，得到直流电压频域分量；直流电压频域分量表达式为：
[0094][0095]
其中，v
dc
[f]为lcc-hvdc直流电压在频率f下的分量，上标“*”表示物理量的共轭。
[0096]
将所述直流电压频域分量除以直流线路阻抗z
dc
(s)，得到直流电流频域分量i
dc
(s)；
[0097]
同理，根据频域卷积定理，将所述直流电流频域分量与所述lcc-hvdc的开关函数卷积，并考虑变压器绕组不同接线方式对电流相位的影响，将开关函数和直流侧电流之间的耦合关系总结为表1，得到交流电流频域分量；
[0098]
将交流电流频域分量除以lcc-hvdc交流电压，得到频率耦合特性矩阵y
lcc
。
[0099]
由表1可知，lcc-hvdc频率耦合分量的产生途径共有两种：1)直流电流中频率为12kf1的稳态谐波分量与开关函数中频率为(-12k-1)f1+(f
p-f1)的扰动分量相互作用；2)直流电流中频率为12kf1+(f
p-f1)的扰动分量与开关函数中频率为(-12k-1)f1的稳态谐波分量相互作用。
[0100]
表1直流电流和开关函数的耦合关系表
[0101][0102]
考虑到实际工程中lcc整流站系统通常都带有交流滤波器，包括11、13次调谐滤波器和24次高通阻尼滤波器，则lcc整流站系统正序导纳及其耦合项表达式为：
[0103][0104]
由于三相交流物理量在某一频率f处的正序分量与其在负频率-f处的负序分量的共轭是等效的，因此可以通过对lcc-hvdc正序及其耦合项导纳y
11
(s)和y
21
(s)进行一定的变换获得负序及其耦合项导纳y
22
(s)和y
12
(s)，具体变换过程为：
[0105]y22
(s)＝y
11
[-(s-j2ω1)]
*
[0106]y12
(s)＝y
21
[-(s-j2ω1)]
*
[0107]
(2)在考虑频率耦合的情况下，计算得到电网阻抗矩阵；电网阻抗矩阵如下：
[0108][0109]
其中：zg为电网阻抗矩阵，z
11
(s)为电网在复频域下的正序阻抗，z
22
(s)为电网在复频域下的负序阻抗，s为拉普拉斯算子。在算例中，z
11
(s)和z
22
(s)分别为：
[0110]z11
(s)＝slg[0111]z22
(s)＝(s-j4πf1)lg[0112]
s＝j2πf
p
[0113]
其中：lg为线路电感。
[0114]
(3)根据所述电网阻抗矩阵zg和所述频率耦合特性矩阵y
lcc
，采用基于等效siso阻抗稳定性分析法判断lcc-hvdc送端电网的稳定性。具体包括：
[0115]
采用基于等效siso阻抗稳定性分析法，将所述频率耦合特性矩阵y
lcc
的非对角线元素和电网阻抗转换到主对角线上，得到等效siso阻抗z
siso
；在伯德图中同时画出等效siso阻抗z
siso
和电网正序阻抗z
11
(s)；进行等效siso阻抗z
siso
和电网正序阻抗z
11
(s)这两条阻抗曲线幅值交点处的相位差是否超过180
°
的判断；若是，则判定系统不稳定；若否，则判定系统稳定。
[0116]
等效siso阻抗模型z
siso
的表达式为：
[0117][0118]
本发明基于等效siso阻抗稳定性分析法的结果示意图，如图3所示。
[0119]
在matlab软件的simulink模块下搭建仿真模型，算例中lcc-hvdc整流站系统参数如表2所示，电网等效电感为lg＝1.059h，对应短路比为1.5。
[0120]
表2 lcc-hvdc整流站系统参数表
[0121]
[0122][0123]
在matlab/simulink仿真中，在2s时改变直流电流环控制带宽使得k
ip
＝0.89、k
ii
＝88.2，lcc-hvdc直流电压和直流电流、pcc点交流电压和输入lcc-hvdc的交流电流的波形如图4所示。图4中横坐标表示仿真运行的时刻，从上到下纵坐标分别表示lcc-hvdc交流电压、lcc-hvdc交流电流、lcc-hvdc直流电压、lcc-hvdc直流电流。从图4可以看到，系统出现明显的振荡现象，说明此时送端电网是不稳定的。
[0124]
对图4所示的pcc点电压进行fft分析，得到的fft分析结果如图5所示。图5中横坐标表示频率，纵坐标表示幅值。从图5可以发现，thd＝11.43％，pcc点电压存在较大的24hz和124hz的谐波谐振，与如图3所示的基于等效siso阻抗稳定性分析法的预测结果相符，证明了本发明计及频率耦合因素特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法的准确性。
[0125]
本发明方法针对lcc-hvdc系统，考虑多种频率耦合因素共存的情况，在相序坐标系下建立lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型，在考虑频率耦合的情况下计算得到电网阻抗矩阵。本发明基于等效siso阻抗稳定性分析法，将lcc-hvdc导纳矩阵的非对角线元素和电网阻抗转换到主对角线上，通过判断等效siso阻抗和电网正序阻抗曲线幅值交点处的相位差来判断lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性，可用于考虑实际工程中频率耦合存在的复杂情况下的系统稳定性分析，相比现有的基于lcc-hvdc阻抗的稳定性分析方法更加完善，从而避免因忽略频率耦合而导致的分析误差，能够更加准确地分析复杂情况下lcc-hvdc系统的稳定性。
[0126]
实施例2
[0127]
如图6所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析装置，该装置支持实施例1所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法；该装置包括：
[0128]
lcc-hvdc控制结构建模单元，用于对lcc-hvdc控制结构进行建模，得到lcc-hvdc的开关函数；
[0129]
lcc-hvdc主电路建模单元，用于对lcc-hvdc主电路进行建模，得到相序域下lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型；联立所述lcc-hvdc的开关函数与所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型(即把所述lcc-hvdc的开关函数代入所述lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型)，求解得到求解后的lcc-hvdc的频率耦合特性阻抗模型，并得到频率耦合特性矩阵y
lcc
；
[0130]
电网阻抗矩阵计算单元，用于在考虑频率耦合的情况下，计算得到电网阻抗矩阵zg；
[0131]
稳定性判断单元，用于根据所述电网阻抗矩阵zg和所述频率耦合特性矩阵y
lcc
，采用基于等效siso阻抗稳定性分析法判断lcc-hvdc送端电网的稳定性。
[0132]
各个单元的执行过程按照实施例1所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法流程步骤执行即可，此实施例中不再一一赘述。
[0133]
本发明lcc-hvdc系统稳定性分析装置更加符合实际情况，比现有的lcc-hvdc阻抗稳定性分析方法更加完善，从而避免忽略频率耦合而导致的误差，能够准确分析复杂情况下lcc-hvdc与弱电网互联系统的稳定性。本发明lcc-hvdc系统稳定性分析装置不仅适用于多种频率耦合因素共存的复杂情况，也可以通过对lcc-hvdc模型进行相应的化简，以适用于更加简单的工作情况，因此本发明具有很强的适用性。
[0134]
同时，本发明又提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法。
[0135]
同时，本发明又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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的计及频率耦合特性的lcc-hvdc系统稳定性分析方法。
[0136]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0137]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0138]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0139]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0140]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。