基于MMC的HVDC系统的双极短路故障电流计算方法与流程

技术特征：

1.一种基于MMC的HVDC系统的双极短路故障电流计算方法，其特征在于，包括：

步骤1、建立21电平的双端MMC-HVDC的运行系统，获取输电系统的元件参数；

步骤2、在不同的时刻及故障点，设置直流系统双极短路故障；

步骤3、采集输电系统的运行参数，根据故障电流分量和放电电流产生机理，把放电过程进行等值，并计算相应等值参数；

步骤4、等值参数引入调节因子，简化放电电流计算公式；

步骤5、按照步骤2进行大量仿真实验，并将仿真数据提取保存；

步骤6、根据目标函数，确定拟合函数，寻找最优的调节因子，获得最终放电电流计算公式。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述输电系统的元件参数包括：桥臂子模块数量、子模块电容值、桥臂电抗值、桥臂等值电阻、输电线路参数。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述输电系统的运行参数包括：短路故障发生时刻、各换流站直流出口电压、桥臂电流及其交流和直流分量、短路故障点的位置。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤4在放电电容的等值上引入调节因子a，即C_eq＝aC₀/N，则简化后的放电电流i的计算公式为：

$i=e^{-\frac{t}{\mathrm{\τ}}}\[U_{dc}\sqrt{\frac{{\mathrm{aC}}_0}{2{\mathrm{NL}}_0}}sin\left(\mathrm{\ω}t\right)+I_{0}cos\left(\mathrm{\ω}t\right)\]$

其中：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{\τ}=\frac{2L_{eq}}{R}\\ \mathrm{\ω}=\sqrt{\frac{1}{L_{eq}{C}_{eq}}-{\left(\frac{R}{2L_{eq}}\right)}^2}\\ L_{eq}=2L_0\\ C_{eq}=C_0/N\end{array}\right.$

t为时间，L₀为桥臂电抗值，C₀为子模块电容值，L_eq为桥臂电抗等值，C_eq为子模块电容等值，N为桥臂子模块数量，R为桥臂等值电阻，I₀为故障时刻的初始电流，U_dc为换流站直流出口电压，τ为时间常数，ω为固有振荡角频率。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤6采用MATLAB的Lsqcurvefit函数实现非线性拟合，具体包括：

在不同故障时刻的初始发电电流I₀下，设有仿真值y_i，目标函数i(t,a)，使得目标函数值在点t处的计算值与仿真值偏差的平方和达到最小，即求目标函数i(t,a)满足下式：

$\min M=\min \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left(i\right(t,a)-y_i)}^2=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\left(i\right(t_i,\hat{a})-y_i)}^2$

其中a是待定的调节因子，i＝1,2,……,n，n为仿真次数，而就是最小二乘法所确定的最优的调节因子，y_i为仿真值，M为偏差平方和。