电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法

贺杨烊; 郑晓冬; 刘文焯; 邰能灵; 徐晋

doi:10.7500/AEPS20200115020

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电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法

交直流混联电网保护与控制新技术 | 更新时间：2025-06-16

- 电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法
- Integrated Electromagnetic Transient Simulation Model and Algorithm of Line Commutated Converter
- 电力系统自动化-方正平台 2020年44卷第22期页码：22-30
- 作者机构：
  
  1.上海交通大学院电子信息与电气工程学院，上海市 200240
  2.中国电力科学研究院有限公司，北京市 100192
- 作者简介：
  
  贺杨烊(1993—)，男，博士研究生，主要研究方向：高压直流输电、电力系统保护。E-mail：michael-yang@sjtu.edu.cn
  郑晓冬(1985—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：高压直流输电控制保护、新能源与智能电网技术。E-mail：xiaodongzheng@ sjtu.edu.cn
  刘文焯(1972—)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向：电力系统仿真与分析技术。E-mail：liuwzh@epri.ac.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51877135);上海市启明星计划资助项目(18QA1402100);国家重点研发计划资助项目(2016YFB0900601)
- DOI：10.7500/AEPS20200115020
  中图分类号：
- 收稿日期：2020-01-15，
  
  修回日期：2020-05-25，
  
  网络出版日期：2020-07-22，
  
  纸质出版日期：2020-11-25
- 稿件说明：
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贺杨烊,郑晓冬,刘文焯等.电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法[J].电力系统自动化,2020,44(22):22-30.

HE Yangyang,ZHENG Xiaodong,LIU Wenzhuo,et al.Integrated Electromagnetic Transient Simulation Model and Algorithm of Line Commutated Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(22):22-30.
贺杨烊,郑晓冬,刘文焯等.电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法[J].电力系统自动化,2020,44(22):22-30. DOI： 10.7500/AEPS20200115020.

HE Yangyang,ZHENG Xiaodong,LIU Wenzhuo,et al.Integrated Electromagnetic Transient Simulation Model and Algorithm of Line Commutated Converter[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(22):22-30. DOI： 10.7500/AEPS20200115020.

摘要

现有的电磁暂态仿真算法能够准确刻画基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统的运行特性，但计算量较大。为了提高LCC-HVDC输电系统的仿真效率，对现有常用的电网换相换流器电磁暂态仿真模型进行了简化，提出电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型与求解算法。整体化模型包含换流变压器与换流阀，换流变压器采用简化模型，换流阀采用理想开关模型，能够对换流器的电气网络结构进行简化。该算法将换流器电气网络拓扑结构分割为主网络与副网络，首先对主网络求解，然后根据得到的结果对副网络求解，最后更新当前仿真步长各换流阀的电流和电压。在PSModel仿真软件中对整体化电磁暂态仿真模型及算法进行了编程实现，并与PSCAD/EMTDC仿真结果进行对比，验证了其高效性与准确性。

Abstract

The existing electromagnetic transient simulation algorithm can accurately reflect the operation characteristics of line commutated converter based high voltage direct current (LCC-HVDC) transmission systems

but the amount of computation is large. In order to improve the simulation efficiency of LCC-HVDC transmission systems

the existing electromagnetic transient simulation model of LCC-HVDC transmission systems is simplified

and the integrated electromagnetic transient simulation model and solution algorithm of LCC-HVDC transmission systems are proposed. The integrated model includes the converter transformers and the converter valves. The converter transformer adopts the simplified model and the converter valve adopts the ideal switch model

which can simplify the electrical network structure of the converter. In this algorithm

the electrical network topology of converters is divided into the main network and the sub-network. First

the main network is solved

and then the sub-network is solved according to the obtained results. Finally

the current and voltage of each converter valve in the current simulation step size are updated. The integrated electromagnetic transient simulation model and algorithm are programmed in the PSModel simulation software

and its efficiency and accuracy are verified by comparing with the PSCAD/EMTDC simulation results.

关键词

Keywords

references

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