技术特征：
1.一种lcc-hvdc系统直流阻抗模型建模方法，其特征在于，方法包括：获取lcc-hvdc系统的工况参数，其中工况参数包括双极换相换流器的工况参数、lcc-hvdc系统的交流网络和控制系统的工况参数；基于平均值法对双极换相换流器的工况参数进行计算，得到双极换相换流器的稳态工作点；在双极换相换流器的稳态工作点线性化处理，得到双极换相换流器的小信号模型，其中小信号模型是一个多输入多输出的传递关系矩阵；基于交流网络的工况参数和控制系统的工况参数分别对交流网络和控制系统进行建模，以小信号模型作为接口，连接交流网络和控制系统，得到lcc-hvdc系统的直流阻抗模型，其中直流阻抗模型是以双极直流电流为输入，双极直流电压为输出的2
×
2阻抗矩阵；在lcc-hvdc系统处于不对称运行工况下，根据接地阻抗计算双极换相换流器的直流电压，根据直流电压与直流阻抗模型，得到lcc-hvdc系统在接地阻抗下的双极不对称直流阻抗模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于平均值法对双极换相换流器的工况参数进行计算，得到双极换相换流器的稳态工作点，具体为：采用平均值法计算换相换流器的稳态工作点，在一个周期内对电压电流换相和非换相两个阶段积分求平均值作为换相换流器的稳态工作点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于平均值法计算的双极换相换流器的稳态工作点包括正极换流器的稳态工作点和负极换流器的稳态工作点；正极换流器的稳态工作点的计算式如下：正极换流器直流侧出口对地电压，v
d
、v
q
表示换流母线电压v
ac
在d、q轴下的大小，α1表示正极换流器触发角，δ1表示正极换流器关断角，i
dc1
表示正极换流器直流侧电流，x
c
表示换流变压器漏抗大小，k为换流变压器变比，i
d1
、i
q1
为正极换流器母线电流i
ac1
在d、q轴下的大小；负极换流器的稳态工作点的计算式如下：
示负极换流器直流侧出口对地电压，α2表示负极换流器触发角，δ2表示负极换流器关断角，i
dc2
表示负极换流器直流侧电流，i
d2
、i
q2
为负极换流器母线电流i
ac2
在d、q轴下的大小。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在双极换相换流器的稳态工作点线性化处理，得到双极换相换流器的小信号模型，具体为：以交流dq轴电压变化量、直流电流变化量、触发角变化量为输入变量，以直流电压变化量、交流dq轴电流变化量为输出变量，根据双极换相换流器的稳态工作点的计算式，对各输入变量在稳态工作点求偏导，得到各输出变量与输入变量的传递关系矩阵，即为双极换相换流器的小信号模型。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，lcc-hvdc系统的直流阻抗模型的表达式为：中，k表示各个输入输出变量之间的传递关系，直流阻抗模型的表达式由四部分传递关系构成，分别是交流dq轴电压对直流电压的传递关系：k
*vd_udc1
/k
*vd_udc2
/k
*vq_udc1
/k
*vq_udc2
；直流电流对直流电压的传递关系：k
*idc1_udc1
/k
*idc2_udc2
；直流电流对交流电压的传递关系：k
idc1_vd
/k
idc1_vq
/k
idc2_vd
/k
idc2_vq
；以及交流电压dq轴之间的传递关系：k
vd_vq
/k
vq_vd
。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，直流电流和q轴交流电压对d轴交流电压的传递关系的表达式为：
其中，g
c1
、g
c2
表示正、负极控制系统传递函数，g
p
表示锁相环传递函数，z
acdd
/z
acdq
/z
acqd
/z
acqq
为交流网络在dq轴下的阻抗。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，直流电流和d轴交流电压对q轴交流电压的传递关系的表达式为：其中，g
c1
、g
c2
表示正、负极控制系统传递函数，g
p
表示锁相环传递函数，z
acdd
/z
acdq
/z
acqd
/
z
acqq
为交流网络在dq轴下的阻抗。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据接地阻抗计算双极换相换流器的直流电压的计算式为：其中，u
dc1
、u
dc2
为正、负极换相换流器出口对地的直流电压，u
dcp
、u
dcn
为正、负极换相换流器阀的直流电压，i
dc1
、i
dc2
为正、负极换相换流器的直流电流，z
g
为接地阻抗。9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，双极不对称直流阻抗模型表达式为：其中，z
*11
、z
*12
、z
*21
、z
*22
分别为存在接地阻抗的lcc-hvdc系统的双极不对称直流阻抗，z
11
、z
12
、z
21
、z
22
为不存在接地阻抗的lcc-hvdc系统的双极不对称直流阻抗。10.一种lcc-hvdc系统直流阻抗模型建模装置，其特征在于，装置包括：工况参数获取模块，用于获取lcc-hvdc系统的工况参数，其中工况参数包括双极换相换流器的工况参数、lcc-hvdc系统的交流网络和控制系统的工况参数；稳态计算模块，用于基于平均值法对双极换相换流器的工况参数进行计算，得到双极换相换流器的稳态工作点；线性处理模块，用于在双极换相换流器的稳态工作点线性化处理，得到双极换相换流器的小信号模型，其中小信号模型是一个多输入多输出的传递关系矩阵；第一模块，用于基于交流网络的工况参数和控制系统的工况参数分别对交流网络和控制系统进行建模，以小信号模型作为接口，连接交流网络和控制系统，得到lcc-hvdc系统的直流阻抗模型，其中直流阻抗模型是以双极直流电流为输入，双极直流电压为输出的2
×
2阻抗矩阵；第二模块，用于在lcc-hvdc系统处于不对称运行工况下，根据接地阻抗计算双极换相换流器的直流电压，根据直流电压与直流阻抗模型，得到lcc-hvdc系统在接地阻抗下的双极不对称直流阻抗模型。
技术总结
本发明公开了一种LCC-HVDC系统直流阻抗模型建模方法及装置，涉及高压直流输电技术领域，其技术方案要点是：基于平均值法计算正负极换相换流器的稳态工作点，在稳态工作点线性化得到多输入多输出的小信号模型；对LCC-HVDC系统交流网络和控制系统建模，以小信号模型为接口，得到直流阻抗模型；考虑直流接地阻抗对直流电压的影响，结合直流阻抗模型，得到考虑接地阻抗的双极不对称LCC-HVDC系统直流阻抗模型，可用于研究不对称运行工况下谐波传递机理以及接地阻抗的大小对电力系统谐振风险的影响。影响。影响。
技术研发人员：张纯 李小鹏 黄宇 曾雪洋 张华杰 周文越
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/3/21