混合多端输电系统直流外特性测试方法、系统及设备与流程

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种混合多端输电系统直流外特性测试方法、系统及设备。

背景技术：

基于晶闸管技术的电网换相换流站的高压直流输电系统(lcc-hvdc)经过几十年的发展，高压直流输电系统技术已经非常成熟。目前电流源型高压直流输电系统lcc-hvdc广泛应用于远距离大容量输电、异步电网互联等场合。然而电流源型高压直流输电系统lcc-hvdc对所连接交流电网要求较高，无法实现无源运行，运行过程中需要消耗大量无功功率，在一定程度中制约了其进一步发展。

直流输电系统外特性表征指的是换流站端口对外呈现的直流电压ud、直流电流id特性，直流电压、直流电流的特性是衡量换流站运行特性，评价换流站动态性能、分析换流站对交直流电网影响的重要依据。目前已有学术界对传统常规直流的外特性已有大量研究，但对于两端柔性直流外特性的研究较少。其中，模块化多电平换流站(modularmultilevelconverter，mmc)具有模块化设计、扩展性强、功率四象限灵活运行、交流电压谐波少、占地面积小等优点，近年来在交流电网异步互联、风电场接入等领域得到了广泛的研究和利用。

现有对直流输电系统外特性研究的技术方案针对的是传统常规直流输电系统，且其技术方案是通过故障试验获取外特性数据，不能获取完整的外特性曲线，传统常规直流输电系统两端的换流站均为lcc换流站，与两端柔性直流外特性存在显著差异。如中国知识产权局公开申请号201310641764.4，公告号cn103605871a的“一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法”发明专利，该方法是在待研究直流近区建立等值小系统，并搭建其电磁暂态模型；针对待研究故障通过电磁暂态仿真得到直流功率外特性曲线，并用阶梯曲线进行拟合；在大电网中多个切负荷操作模拟，并在相同故障下进行仿真分析，但是该方法在对柔性直流系统中电磁暂态模型难以准确模拟直流动态响应特性，导致分析的结果不准确。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种混合多端输电系统直流外特性测试方法、系统及设备，用于解决现有对直流输电系统外特性测试是通过故障试验获取外特性数据，但获取的外特性数据不全，无法完全展示其外特性曲线的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种混合多端输电系统直流外特性测试系统，混合多端直流输电系统包括送端换流站和受端换流站，包括以下步骤：

s1.将所述混合多端直流输电系统与实时仿真测试平台连接，在所述实时仿真测试平台上设置测试参数；

s2.采用四种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站以及所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性进行测试，得到四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据；

s3.将四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据在电压电流坐标中绘制曲线，得到混合多端直流输电系统的外特性曲线；

其中，所述电压电流坐标中，电压为纵坐标，电流为横坐标；四种测试模式分别为第一种测试模式、第二种测试模式、第三种测试模式和第四种测试模式。

优选地，所述实时仿真测试平台设置的测试参数包括直流操作处于单极大地回线状态、所述混合多端直流输电系统的电压调至额定电压、所述送端换流站、所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的分接头控制设置为手动模式、退出所述混合多端直流输电系统所有保护及相关跳闸出口逻辑、所述实时仿真测试平台退出电流裕度补偿功能以及放开定电压站电压参考上下限值。

优选地，采用第一种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

将所述第二受端换流站的子模块电容电压固定为当前工况稳态值，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述第二受端换流站的第一直流电压参考值udref0以及所述送端换流站和所述第一受端换流站的直流电压、直流电流；

基于所述第二受端换流站的第一直流电压参考值udref0，根据udrefk+1＝udrefk+δu逐渐升高所述第二受端换流站的直流电压，从所述实时仿真测试平台中获得每次升高直流电压后对应所述送端换流站和所述第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述送端换流站的直流电流为0时，结束对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性测试，得到第一组的所述送端换流站外特性数据和所述第一受端换流站外特性数据；

其中，k＝0，1，2，……。

优选地，采用第二种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

将经过第一种测试模式的所述混合多端直流输电系统恢复至所述第一种测试模式测试前的稳定运行状态，将所述第二受端换流站的子模块电容电压固定为当前工况稳态值，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述第二受端换流站的直流电压作为第二直流电压参考值udref0'；

基于所述第二受端换流站的第二直流电压参考值udref0'，根据udref'j+1＝udref'j-δu逐渐降低所述第二受端换流站的直流电压，从所述实时仿真测试平台中获得每次降低直流电压后对应所述送端换流站和所述第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述送端换流站的直流电流发生变化时，结束对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性测试，得到第二组的所述送端换流站外特性数据和所述第一受端换流站外特性数据；

其中，j＝0，1，……，n，所述送端换流站的直流电流发生变化是指第j+1次所述送端换流站的直流电流小于第j次所述送端换流站的直流电流。

优选地，采用第三种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

基于经过第二种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性测试结束时，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述第二受端换流站的直流电压作为第三直流电压参考值udref0”；

基于所述第二受端换流站的第三直流电压参考值udref0”，根据udref”j+1＝udref”j-δu逐渐降低所述第二受端换流站的直流电压，从所述实时仿真测试平台中获得每次降低直流电压后对应所述送端换流站和所述第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述第一受端换流站的直流电流发生变化时，结束对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性测试，得到第三组的所述送端换流站外特性数据和所述第一受端换流站外特性数据；

其中，所述第一受端换流站的直流电流发生变化是指第j+1次所述第一受端换流站的直流电流小于第j次所述第一受端换流站的直流电流。

优选地，采用第四种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在第三种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性测试后，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述第二受端换流站的直流电压作为第四直流电压参考值udref0”'；

基于所述第二受端换流站的第四直流电压参考值udref0”'，根据udref”'j+1＝udref”'j-δu逐渐降低所述第二受端换流站的直流电压，从所述实时仿真测试平台中获得每次降低直流电压后对应所述送端换流站和所述第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述送端换流站的直流电流为0.1pu时，结束对所述送端换流站和所述第一受端换流站的外特性测试，得到第四组的所述送端换流站外特性数据和所述第一受端换流站外特性数据。

优选地，采用第一种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在第四种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站外特性测试后，将所述混合多端直流输电系统恢复至初始运行状态，且不再固定所述第一受端换流站的子模块电容电压为当前工况稳态值，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述送端换流站的第一触发角参考值α0以及所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于所述送端换流站的第一触发角参考值α0，根据αm+1＝αm+δα逐渐升高所述送端换流站的触发角，从所述实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述第二受端换流站的直流电压发生变化时，结束对所述第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第五组所述第一受端换流站外特性数据和第一组所述第二受端换流站外特性数据；

其中，m为自然数，所述第二受端换流站的直流电压发生变化是指第m+1次所述第二受端换流站的直流电压小于第m次所述第二受端换流站的直流电压。

优选地，采用第二种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在经过第一种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性测试结束时，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述送端换流站的触发角作为第二触发角参考值α0'以及所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于所述送端换流站的第二触发角参考值α0'，根据α'n+1＝α'n+δα逐渐升高所述送端换流站的触发角，从所述实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述第二受端换流站的直流电流发生变化时，结束对所述第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第六组所述第一受端换流站外特性数据和第二组所述第二受端换流站外特性数据；

其中，n为自然数，所述第二受端换流站的直流电流发生变化是指第n+1次所述送端换流站的直流电流小于第n次所述第二受端换流站的直流电流。

优选地，采用第三种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

基于经过第二种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性测试结束时，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述送端换流站的触发角作为第三触发角参考值α0”以及所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于所述送端换流站的第三触发角参考值α0”，根据α”l+1＝α”l+δα逐渐升高所述送端换流站的触发角，从所述实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述第一受端换流站的直流电流发生变化时，结束对所述第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第七组所述第一受端换流站外特性数据和第三组所述第二受端换流站外特性数据；

其中，l为自然数，所述第一受端换流站的直流电流发生变化是指第l+1次所述第一受端换流站的直流电流小于第l次所述第一受端换流站的直流电流。

优选地，采用第四种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在经过第三种测试模式对所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性测试结束时，从所述实时仿真测试平台中获得此时所述送端换流站的触发角作为第四触发角参考值α0”'以及所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于所述送端换流站的第四触发角参考值α0”'，根据α”'x+1＝α”'x+δα逐渐升高所述送端换流站的触发角，从所述实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至所述第二受端换流站的直流电压为0时，结束对所述第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第八组所述第一受端换流站外特性数据和第四组所述第二受端换流站外特性数据；

其中，x为自然数，所述第二受端换流站的直流电流发生变化是指第x+1次所述第二受端换流站的直流电流小于第x次所述第一受端换流站的直流电流。

本发明还提供一种混合多端输电系统直流外特性测试系统，应用于混合多端直流输电系统，混合多端直流输电系统至少包括三个换流站，三个所述换流站分别为送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站，包括参数设置单元、数据获取单元和曲线绘制单元；

所述参数设置单元，用于将所述混合多端直流输电系统与实时仿真测试平台连接，在所述实时仿真测试平台上设置测试参数；

所述数据获取单元，用于采用四种测试模式对所述送端换流站和所述第一受端换流站以及所述第一受端换流站和所述第二受端换流站的外特性进行测试，得到四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据；

所述曲线绘制单元，用于将四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据在电压电流坐标中绘制曲线，得到混合多端直流输电系统的外特性曲线；

其中，所述电压电流坐标中，电压为纵坐标，电流为横坐标，四种测试模式分别为第一种测试模式、第二种测试模式、第三种测试模式和第四种测试模式。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法。

本发明还提供一种终端设备，包括处理器以及存储器：

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述的混合多端输电系统直流外特性测试方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该混合多端输电系统直流外特性测试方法、系统及设备通过实时仿真平台测试混合多端直流输电系统的外特性数据，基于混合多端直流输电系统的第二受端换流站的直流电压参考值，对送端换流站和第一受端换流站采用四种测试模式测试得到四组送端换流站和第一受端换流站外特性数据；基于混合多端直流输电系统的送端换流站的触发角参考值，对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试得到四组第一受端换流站和第二受端换流站外特性数据，将获得的外特性数据在一个电压电流坐标中绘制，得到准确的混合多端直流输电系统的外特性曲线，利于直流输电系统分析、运行人员掌握含混合多端直流系统的大电网运行特性，提高电网安全稳定运行水平，解决了现有对直流输电系统外特性测试是通过故障试验获取外特性数据，但获取的外特性数据不全，无法完全展示其外特性曲线的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法的步骤流程图。

图2为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法的另一步骤流程图。

图3为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法中混合多端直流输电系统的拓扑图。

图4为本发明实施例所述的混合多端直流输电系统外特性的曲线图。

图5为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试系统的框架图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种混合多端输电系统直流外特性测试方法、系统及设备，通过混合多端直流输电系统的实时仿真闭环试验平台测试混合多端直流输电系统的外特性数据，采用四种测试模式对送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站进行外特性测试得到至少四组送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站外特性数据，将获得的外特性数据在一个坐标中绘制，得到准确的混合多端直流输电系统的外特性曲线，利于直流输电系统分析、运行人员掌握含混合多端直流系统的大电网运行特性，提高电网安全稳定运行水平，用于解决了现有对直流输电系统外特性测试是通过故障试验获取外特性数据，但获取的外特性数据不全，无法完全展示其外特性曲线的技术问题。

实施例一：

图1为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法的步骤流程图，图2为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法的另一步骤流程图，图3为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试方法中混合多端直流输电系统的拓扑图，图4为本发明实施例所述的混合多端直流输电系统外特性的曲线图。在本实施例中，第一受端换流站为定功率的受端换流站，第二受端换流站为定电压的受端换流站。

如图1至图3所示，本发明实施例提供了一种混合多端输电系统直流外特性测试方法，应用于混合多端直流输电系统，混合多端直流输电系统至少包括三个换流站，三个换流站分别为送端换流站lcc、第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2，该混合多端输电系统直流外特性测试方法包括以下步骤：

s1.将混合多端直流输电系统与实时仿真测试平台连接，在实时仿真测试平台上设置测试参数；

s2.采用四种测试模式对送端换流站和第一受端换流站以及第一受端换流站和第二受端换流站的外特性进行测试，得到四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据；

s3.将四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据在电压电流坐标中绘制曲线，得到混合多端直流输电系统的外特性曲线；

其中，电压电流坐标中，电压为纵坐标，电流为横坐标，四种测试模式分别为第一种测试模式、第二种测试模式、第三种测试模式和第四种测试模式。

在本发明实施例的步骤s1中，主要是将混合多端直流输电系统与实时仿真平台连接，并对实时仿真平台进行测试参数设置，便于对混合多端直流输电系统测试。其中，在对混合多端直流输电系统进行特性测试之前，实时仿真平台需要设置的测试参数包括直流操作处于单极大地回线状态、混合多端直流输电系统电压调至额定电压、送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站的分接头控制设置为手动模式、混合多端直流输电系统所有保护及相关跳闸出口逻辑退出、实时仿真测试平台退出电流裕度补偿功能以及放开定电压站电压参考上下限值。

需要说明的是，实时仿真平台是混合多端直流输电系统实时仿真闭环试验平台。在实时仿真测试平台中的混合直流操作至单极大地回线状态(也可以为其他运行方式)，推荐混合多端直流输电系统的运行为额定功率运行状态。将混合多端直流输电系统的电压调节为额定电压，将与混合多端直流输电系统连接实时仿真测试平台连接的分接头控制模式由自动模式切换为手动模式，主要是避免测试过程中分接头自动控制动作调节直流电压，从而无法获取送端换流站lcc、第一受端换流站mmc1和或第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流的准确数据。退出送端换流站和受端换流站中所有保护及相关跳闸出口逻辑。退出实时仿真测试平台中的电流裕度补偿功能，放开混合多端直流输电系统中定电压站电压参考值上限值和下限值。该混合多端输电系统直流外特性测试方法在实时仿真测试平台上设置测试参数主要是为了减少对混合多端直流输电系统外特性测试的干扰，提高测试数据的准确性。

在本发明实施例的步骤s2中，主要是分别对送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1以及第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性进行测试，得到混合多端直流输电系统的外特性数据。

在本发明实施例的步骤s3中，主要是将混合多端直流输电系统的外特性数据在一个电压电流坐标中绘制，得到混合多端直流输电系统的外特性曲线，如图4所示。

本发明提供的一种混合多端输电系统直流外特性测试方法通过实时仿真平台测试混合多端直流输电系统的外特性数据，基于混合多端直流输电系统的第二受端换流站的直流电压参考值，对送端换流站和第一受端换流站采用四种测试模式测试得到四组送端换流站和第一受端换流站外特性数据；基于混合多端直流输电系统的送端换流站的触发角参考值，对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试得到四组第一受端换流站和第二受端换流站外特性数据，将获得的外特性数据在一个电压电流坐标中绘制，得到准确的混合多端直流输电系统的外特性曲线，利于直流输电系统分析、运行人员掌握含混合多端直流系统的大电网运行特性，提高电网安全稳定运行水平，解决了现有对直流输电系统外特性测试是通过故障试验获取外特性数据，但获取的外特性数据不全，无法完全展示其外特性曲线的技术问题。

需要说明的是，该混合多端输电系统直流外特性测试方法基于实时仿真技术，突破动模试验或现场试验的局限，可完整连续地获取整个直流输电系统的外特性曲线。

在本发明的一个实施例中，采用第一种测试模式对送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的外特性进行测试具体包括：

将第二受端换流站mmc2的子模块电容电压固定为当前工况稳态值，从实时仿真测试平台中获得此时第二受端换流站mmc2的第一直流电压参考值udref以及送端换流站和第一受端换流站mmc1的直流电压和直流电流；

基于第二受端换流站mmc2的第一直流电压参考值udref，根据udrefk+1＝udrefk+δu逐渐升高第二受端换流站mmc2的直流电压，从实时仿真测试平台中获得每次升高直流电压后对应送端换流站lcc和第一受端换流站mmc的直流电压和直流电流，直至送端换流站的直流电流为0时，结束对送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的外特性测试，得到第一组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据；

其中，k＝0，1，2，……。

需要说明的是，当前工况稳态值是指第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流无振荡或第二受端换流站mmc2的直流电压波动幅度不超过额定值的百分之几(如1.5％)，直流电流波动幅度不超过额定值的百分之几(如1.5％)。固定第二受端换流站mmc2的子模块电容电压为当前工况稳态值，获得当前第二受端换流站mmc2的第一直流电压参考值udref，即为初始值udref0，并同时获得送端换流站lcc1和第一受端换流站mmc1的直流电压和直流电流，还获得第一受端换流站mmc1的子模块调制比m、分接头档位tc、阀侧电压uvc以及送端换流站lcc的触发角α、分接头档位tc、理想空载电压udi0等数据。之后按照udrefk+1＝udrefk+δu逐渐升第二高受端换流站mmc2的直流电压，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每升高一次直流电压，获得混合多端直流输电系统稳态后的送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的直流电压、直流电流以及第一受端换流站mmc1的子模块调制比m、分接头档位tc、阀侧电压uvc和送端换流站lcc的触发角α、分接头档位tc、理想空载电压udi0等数据。直至当送端换流站lcc的直流电流降为0时，结束送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的外特性测试。在本实施例中，k＝0，1，……，n，δu可以为2kv，δu也可以为其他的数值。

在本发明的一个实施例中，采用第二种测试模式对送端换流站和第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

将经过第一种测试模式的混合多端直流输电系统恢复至第一种测试模式测试前的稳定运行状态，将第二受端换流站的子模块电容电压固定为当前工况稳态值，从实时仿真测试平台中获得此时第二受端换流站的直流电压作为第二直流电压参考值udref0'；

基于第二受端换流站的第二直流电压参考值udref0'，根据udref'j+1＝udref'j-δu逐渐降低第二受端换流站的直流电压，从实时仿真测试平台中获得每次降低直流电压后对应送端换流站和第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至送端换流站的直流电流发生变化时，结束对送端换流站和第一受端换流站的外特性测试，得到第二组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据；

其中，j＝0，1，……，n，送端换流站的直流电流发生变化是指第j+1次送端换流站的直流电流小于第j次送端换流站的直流电流。

需要说明的是，将混合多端直流输电系统恢复至测试前的稳定运行状态，即是混合多端直流输电系统的送端换流站lcc、第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2中子模块电容电压为额定值。之后按照udref'j+1＝udref'j-δu逐渐降低第二受端换流站mmc2的直流电压，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每降低直流电压一次获得混合多端直流输电系统稳态后的送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的直流电压、直流电流以及第一受端换流站mmc1的子模块调制比m、分接头档位tc、阀侧电压uvc和送端换流站lcc的触发角、分接头档位、理想空载电压等数据。直至送端换流站lcc的直流电流发生变化时，结束对送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的外特性测试，得到第二组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据。在本实施例中，j＝0，1，……，n，j＝0，1，……，n，δu为适当的数值，比如：2kv。在其他实施例中，δu也可以为其他的数值。

在本发明的一个实施例中，采用第三种测试模式对送端换流站和第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

基于经过第二种测试模式对送端换流站和第一受端换流站的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台中获得此时第二受端换流站的直流电压作为第三直流电压参考值udref0”；

基于第二受端换流站的第三直流电压参考值udref0”，根据udref”j+1＝udref”j-δu逐渐降低第二受端换流站的直流电压，从实时仿真测试平台中获得每次降低直流电压后对应送端换流站和第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至第一受端换流站的直流电流发生变化时，结束对送端换流站和第一受端换流站的外特性测试，得到第三组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据；

其中，第一受端换流站的直流电流发生变化是指第j+1次第一受端换流站的直流电流小于第j次第一受端换流站的直流电流。

需要说明的是，在第二种测试模式测试混合多端直流输电系统的外特性的基础上不将混合多端直流输电系统恢复至初始运行状态，初始运行状态指的是混合多端直流输电系统没有进行第一种测试模式测试外特性前的状态。此时第二受端换流站mmc2的直流电压作为第三直流电压参考值udref0”。按照udref”j+1＝udref”j-δu继续逐渐降低第二受端换流站mmc2的直流电压参考值，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每降低直流电压一次获得混合多端直流输电系统稳态后的送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的直流电压、直流电流以及第一受端换流站mmc1的子模块调制比m、分接头档位tc、阀侧电压uvc和送端换流站lcc的触发角、分接头档位、理想空载电压等数据。直至第一受端换流站mmc1的直流电流开始下降(即是发生变化)时，结束对送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的外特性测试，得到第三组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据。

在本发明的一个实施例中，采用第四种测试模式对送端换流站和第一受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在第三种测试模式对送端换流站和第一受端换流站的外特性测试后，从实时仿真测试平台中获得此时第二受端换流站的直流电压作为第四直流电压参考值udref0”'；

基于第二受端换流站的第四直流电压参考值udref0”'，根据udref”'j+1＝udref”'j-δu逐渐降低第二受端换流站的直流电压，从实时仿真测试平台中获得每次降低直流电压后对应送端换流站和第一受端换流站的直流电压、直流电流，直至送端换流站的直流电流为0.1pu时，结束对送端换流站和第一受端换流站的外特性测试，得到第四组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据。

需要说明的是，在第三种测试模式测试对送端换流站和第一受端换流站的外特性测试后，此时第二受端换流站mmc2的直流电压作为第四直流电压参考值udref0”'。按照udref”'j+1＝udref”'j-δu继续逐渐降低第二受端换流站mmc2的直流电压，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每降低直流电压一次获得混合多端直流输电系统稳态后的送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的直流电压、直流电流以及第一受端换流站mmc1的子模块调制比m、分接头档位tc、阀侧电压uvc和送端换流站lcc的触发角、分接头档位、理想空载电压等数据。直至第一受端换流站mmc1的直流电流下降至0.1pu时，结束对送端换流站lcc和第一受端换流站mmc1的外特性测试，得到第四组的送端换流站外特性数据和第一受端换流站外特性数据。

在本发明的一个实施例中，采用第一种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在第四种测试模式对送端换流站和第一受端换流站外特性测试后，将混合多端直流输电系统恢复至初始运行状态，且不再固定第一受端换流站的子模块电容电压为当前工况稳态值，从实时仿真测试平台中获得此时送端换流站的第一触发角参考值α0以及第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于送端换流站的第一触发角参考值α0，根据αm+1＝αm+δα逐渐升高送端换流站的触发角，从实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至第二受端换流站的直流电压发生变化时，结束对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第五组第一受端换流站外特性数据和第一组第二受端换流站外特性数据；

其中，m为自然数，第二受端换流站的直流电压发生变化是指第m+1次第二受端换流站的直流电压小于第m次第二受端换流站的直流电压。

需要说明的是，将混合多端直流输电系统恢复至初始运行状态，第二受端换流站mmc2的子模块电容电压不为额定值，从实时仿真测试平台获得送端换流站lcc的第一触发角参考值α0，以及第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据，之后按照αm+1＝αm+δα逐渐升高送端换流站lcc的触发角，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每升高触发角一次获得一次第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据。直至第二受端换流站mmc2的直流电流发生变化或开始下降时，结束第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性测试，得到第五组第一受端换流站外特性数据和第一组第二受端换流站外特性数据。在本实施例中，m＝0，1，……，n，m为自然数，δα为适当的数值，比如：0.5°。在其他实施例中，δα也可以为其他的数值。

在本发明的一个实施例中，采用第二种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在经过第一种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台中获得此时送端换流站的触发角作为第二触发角参考值α0'以及第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于送端换流站的第二触发角参考值α0'，根据α'n+1＝α'n+δα逐渐升高送端换流站的触发角，从实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至第二受端换流站的直流电流发生变化时，结束对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第六组第一受端换流站外特性数据和第二组第二受端换流站外特性数据；

其中，n为自然数，第二受端换流站的直流电流发生变化是指第n+1次送端换流站的直流电流小于第n次第二受端换流站的直流电流。

需要说明的是，基于经过第一种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台获得送端换流站lcc的第二触发角参考值α0'，以及第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据，之后按照α'm+1＝α'm+δα逐渐升高送端换流站lcc的触发角，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每升高触发角一次获得一次第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据。直至第二受端换流站mmc2的直流电流发生变化或开始下降时，结束第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性测试，得到第六组第一受端换流站外特性数据和第二组第二受端换流站外特性数据。在本实施例中，n＝0，1，……，n，n为自然数，δα为适当的数值，比如：0.5°。在其他实施例中，δα也可以为其他的数值。

在本发明的一个实施例中，采用第三种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

基于经过第二种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台中获得此时送端换流站的触发角作为第三触发角参考值α0”以及第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于送端换流站的第三触发角参考值α0”，根据α”l+1＝α”l+δα逐渐升高送端换流站的触发角，从实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至第一受端换流站的直流电流发生变化时，结束对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第七组第一受端换流站外特性数据和第三组第二受端换流站外特性数据；

其中，l为自然数，第一受端换流站的直流电流发生变化是指第l+1次第一受端换流站的直流电流小于第l次第一受端换流站的直流电流。

需要说明的是，基于经过第二种测试模式对第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台获得送端换流站lcc的第三触发角参考值α0”，以及第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据，之后按照α”m+1＝α”m+δα逐渐升高送端换流站lcc的触发角，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每升高触发角一次获得一次第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据。直至第一受端换流站mmc1的直流电流发生变化或开始下降时，结束第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性测试，得到第七组第一受端换流站外特性数据和第三组第二受端换流站外特性数据。在本实施例中，l＝0，1，……，n，l为自然数，δα为适当的数值，比如：0.5°。在其他实施例中，δα也可以为其他的数值。

在本发明的一个实施例中，采用第四种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性进行测试具体包括：

在经过第三种测试模式对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台中获得此时送端换流站的触发角作为第四触发角参考值α0”'以及第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流；

基于送端换流站的第四触发角参考值α0”'，根据α”'x+1＝α”'x+δα逐渐升高送端换流站的触发角，从实时仿真测试平台中获得每次升高触发角后对应第一受端换流站和第二受端换流站的直流电压、直流电流，直至第二受端换流站的直流电压为0时，结束对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试，得到第八组第一受端换流站外特性数据和第四组第二受端换流站外特性数据；

其中，x为自然数，第二受端换流站的直流电流发生变化是指第x+1次第二受端换流站的直流电流小于第x次第一受端换流站的直流电流。

需要说明的是，基于经过第三种测试模式对第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性测试结束时，从实时仿真测试平台获得送端换流站lcc的第四触发角参考值α0”'，以及第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据，之后按照α”'x+1＝α”'x+δα逐渐升高送端换流站lcc的触发角，待混合多端直流输电系统进入稳态后，每升高触发角一次获得一次第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的直流电压、直流电流、子模块调制比、分接头档位、阀侧电压等数据。直至第二受端换流站mmc2的直流电流下降为0时，结束第一受端换流站mmc1和第二受端换流站mmc2的外特性测试，得到第八组第一受端换流站外特性数据和第四组第二受端换流站外特性数据。在本实施例中，x＝0，1，……，n，x为自然数，δα为适当的数值，比如：0.5°。在其他实施例中，δα也可以为其他的数值。

如图4所示，在本实施例中，l点位置作为送端换流站lcc稳定运行状态对应的测试点，c点位置作为第一受端换流站mmc1稳定运行状态对应的测试点，o点位置作为第二受端换流站mmc2稳定运行状态对应的测试点。第一组的送端换流站外特性数据绘制的曲线为l点至a点的虚线线段，第二组的送端换流站外特性数据绘制的曲线为l点至k点的线段，第三组的送端换流站外特性数据绘制的曲线为k点至j点的实线线段，第四组的送端换流站外特性数据绘制的曲线为j点至i点的点画线线段。第一组的第一受端换流站外特性数据绘制的曲线为b点至c点的双点画线线段，第二组的第一受端换流站外特性数据绘制的曲线为c点至d点的线段，第三组的第一受端换流站外特性数据绘制的曲线为d点至e点的线段，第四组的第一受端换流站外特性数据绘制的曲线为e点至h点的线段。第一组第二受端换流站外特性数据绘制的曲线为o点至p点的线段，第二组第二受端换流站外特性数据绘制的曲线为p点至q点的线段，第三组第二受端换流站外特性数据绘制的曲线为q点至f点的线段，第四组第二受端换流站外特性数据绘制的曲线为点f至g点的线段。

需要说明的是，在第二受端换流站mmc2的第一种测试模式测试时，第一受端换流站mmc1的数据组为重合的1个点，即是c点。在本实施例中，是以三端换流站作为案例进行说明，三端测试时一端换流站作为测试端，另外两端换流站作为被测试端，在测试端进行操作，两个被测试端都会响应，为了区分，在每个被测试端曲线有拐点(控制模式有变化时)都作为曲线分段的依据，而此时另一被测试端的控制模式可能并没有发生改变。第五组、第六组、第七组和第八组的第一受端换流站外特性数据与第一组、第二组、第三组和第四组的第一受端换流站外特性数据存在重合，第五组、第六组、第七组和第八组的第一受端换流站外特性数据绘制的曲线也可认为b-c-n-d-e-h线段组成，但是前4种测试模式下mmc1的曲线分段点与后4种模式下mmc1曲线分段点并不完全一致，因为部分分断点是跟随另一被测试端被分割。如第二受端换流站mmc2在第二种测试模式下，第一受端换流站mmc1对应的曲线为cn段，第二受端换流站mmc2在第三种测试模式下，第一受端换流站mmc1对应的曲线为ne段。

实施例二：

图5为本发明实施例所述的混合多端输电系统直流外特性测试系统的框架图。

如图3和图5所示，本发明实施例提供了一种混合多端输电系统直流外特性测试系统，应用于混合多端直流输电系统，混合多端直流输电系统至少包括三个换流站，三个换流站分别为送端换流站、第一受端换流站和第二受端换流站，该混合多端输电系统直流外特性测试系统包括参数设置单元10、数据获取单元20和曲线绘制单元30；

参数设置单元10，用于将混合多端直流输电系统与实时仿真测试平台连接，在实时仿真测试平台上设置测试参数；

数据获取单元20，用于采用四种测试模式对送端换流站和第一受端换流站以及第一受端换流站和第二受端换流站的外特性进行测试，得到四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据；

曲线绘制单元30，用于将四组送端换流站外特性数据、八组第一受端换流站外特性数据和四组第二受端换流站外特性数据在电压电流坐标中绘制曲线，得到混合多端直流输电系统的外特性曲线；

其中，电压电流坐标中，电压为纵坐标，电流为横坐标，四种测试模式分别为第一种测试模式、第二种测试模式、第三种测试模式和第四种测试模式。

需要说明的是，实施例二系统中单元与实施例一方法中步骤是对应设置的，在实施例一的方法中已详细阐述了，因此实施例二中的单元内容不再一一阐述。

本发明提供的一种混合多端输电系统直流外特性测试系统通过参数设置单元中的实时仿真平台测试混合多端直流输电系统的外特性数据，数据获取单元基于混合多端直流输电系统的第二受端换流站的直流电压参考值，对送端换流站和第一受端换流站采用四种测试模式测试得到四组送端换流站和第一受端换流站外特性数据；基于混合多端直流输电系统的送端换流站的触发角参考值，对第一受端换流站和第二受端换流站的外特性测试得到四组第一受端换流站和第二受端换流站外特性数据；在曲线绘制单元中根据获得的外特性数据绘制混合多端直流输电系统的外特性曲线，利于直流输电系统分析、运行人员掌握含混合多端直流系统的大电网运行特性，提高电网安全稳定运行水平，解决了现有对直流输电系统外特性测试是通过故障试验获取外特性数据，但获取的外特性数据不全，无法完全展示其外特性曲线的技术问题。

实施例三：

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机存储介质用于存储计算机指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的混合多端输电系统直流外特性测试方法。

实施例四：

本发明实施例还提供一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及存储器：

存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的混合多端输电系统直流外特性测试方法。

示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在设备中的执行过程。

设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器可以是计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。存储器也可以是计算机设备的外部存储设备，例如计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，存储器还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及计算机设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、方法和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。