交直流混联系统小干扰稳定性分析
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2019年6月 第47卷第3期（总第262期）
吉林 电 力
Jilin Electric Power
Jun. 2019 Vol. 47 No. 3(Ser. No. 262)
交直流混联系统小干扰稳定性分析
李晨辉，黄冬，刘国栋
（东北电力大学，吉林 吉林 132012）
摘 要：针对交直流混联系统动态稳定性，以4机11节点为例，在电力系统分析综合程序中对交直流互联系统进
量关系的状态函数关系式⑷，得到简便实用的数学 模型。在实际分析时.不仅要考虑直流系统的状态
收稿日期:2018-12-28 作者简介：李晨挥（1993），男•硕士研究生.研究方向为电力系统动态稳定。
• 33 •
2019年6月 第47卷第3期(总第262期)
吉林电力
Jilin Electric Power
Jun. 2019 Vol. 47 No. 3(Ser. No. 262)
量，同时也要考虑交流系统状态量对直流的影响。 因此，有必要对计及交直流系统间的交互作用进行 建模。
2交直流混联系统小扰动分析的直流系统
模型
系统的动态特性可由一组非线性微分方程组和 一组非线性代数方程描述，将交直流系统中所有的 动态元件的状态方程线性化后合并.结果如下：
行小干扰稳定分析。首先对交直流互联系统进行建模，并且基于直流系统控制方式采用整流侧定电流•逆变侧定
电压的方式对系统进行线性化，以恃征值分析方法研究了由于直流的加入对系统振荡模式的影响，探究了直流系
统运行过程中的相关参数对互联系统振荡模式影响。仿真分析结果表明：合适的无功补偿及提高交直流混联系统
直流输送的功率比例，将有利于系统的小干扰稳定。
关键词：交直流混联；电力系统；动态稳定性；特征值分析
中图分类号:TM712. 13
文献标志码：A
文章编号:1009-5306（2019）03-0033-04
Small Interference Stability Analysis of AC/DC Hybrid System LI Chenhui, HUANG Dong,LIU Guodong
由于直流输电在远距离、大规模输电方面很有 优势，很适合跨区域互联，相比交流系统，互联系统 运行特性更为复杂，在运行过程中受到小的扰动更 容易影响互联系统的稳定性.因此对互联系统进行 小干扰稳定分析是非常有必要的。目前针对直流方
面的研究主要在提高系统阻尼方面m刃。近年来.由
于直流输电具有传输功率大•输送距离长等优 点3〕，并且随着区域电网互联规模不断扩大，高压 交流工程数量的增多和传输容量的增大⑷，由于直 流系统和交流系统之间互相影响，更是因直流系统 的加入带来了很多振荡方面的问题刀，使电力系统 动态稳定性分析面临新的挑战。
(Northeast Electric Power University, Jilin, 132012,China)
Abstract: Aiming at the dynamic stability of AC/DC hybrid system, taking four-node eleven-node as an example, the small interference stability analysis of AC/DC hybrid system is carried out in the power system analysis and synthe sis program. Firstly, the AC/DC interconnection system is modeled* and the system is linearized based on the DC system control method using the rectifier side constant current and the inverter side constant voltage. The eigenvalue analysis method is used to study the system oscillation due to the DC addition. The influence of the mode and the in fluence of relevant parameters in the operation of the DC system on the oscillation mode of the interconnected system are analyzed. The simulation results show that appropriate reactive power compensation and improving the power ratio of DC transmission in AC/DC hybrid system are conducive to the small interference stability of the system. Key words： AC/DC hybrid； power system； dynamic stability ；eigenvalue analysis
[~^=AAX+BAV
十 dt
(1)
式中：△表示变量的变化量；4X为全系统的状态变
量；为各节点电压向量；为各节点电流向量。
A J为百度文库统状态量的系数矩阵,C、D为系统代数量
的系数矩阵。
交直流系统中的电力网络和静态元件可以用以
下代数方程描述，并对其线性化如下：
A/=VAV
(2)
式中丫为系统的导纳矩阵。
1混联系统动态稳定性分析
特征分析法是目前电力系统小扰动分析中理论 最为成熟的方法，用线性状态方程来近似描述非线 性的电力系统，系统振荡模式的所有特征是由方程 的状态矩阵特征值来表达。本文采用特征值分析法
中的QR法进行计算.但是QR算法由于受阶数的 限制，对于1000阶以上的系统就很难求出精确的
解•对于规模很大的系统不太适用。 小扰动法分析关键在于准确建立反映各个状态
吉林 电 力
Jilin Electric Power
Jun. 2019 Vol. 47 No. 3(Ser. No. 262)
交直流混联系统小干扰稳定性分析
李晨辉，黄冬，刘国栋
（东北电力大学，吉林 吉林 132012）
摘 要：针对交直流混联系统动态稳定性，以4机11节点为例，在电力系统分析综合程序中对交直流互联系统进
量关系的状态函数关系式⑷，得到简便实用的数学 模型。在实际分析时.不仅要考虑直流系统的状态
收稿日期:2018-12-28 作者简介：李晨挥（1993），男•硕士研究生.研究方向为电力系统动态稳定。
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2019年6月 第47卷第3期(总第262期)
吉林电力
Jilin Electric Power
Jun. 2019 Vol. 47 No. 3(Ser. No. 262)
量，同时也要考虑交流系统状态量对直流的影响。 因此，有必要对计及交直流系统间的交互作用进行 建模。
2交直流混联系统小扰动分析的直流系统
模型
系统的动态特性可由一组非线性微分方程组和 一组非线性代数方程描述，将交直流系统中所有的 动态元件的状态方程线性化后合并.结果如下：
行小干扰稳定分析。首先对交直流互联系统进行建模，并且基于直流系统控制方式采用整流侧定电流•逆变侧定
电压的方式对系统进行线性化，以恃征值分析方法研究了由于直流的加入对系统振荡模式的影响，探究了直流系
统运行过程中的相关参数对互联系统振荡模式影响。仿真分析结果表明：合适的无功补偿及提高交直流混联系统
直流输送的功率比例，将有利于系统的小干扰稳定。
关键词：交直流混联；电力系统；动态稳定性；特征值分析
中图分类号:TM712. 13
文献标志码：A
文章编号:1009-5306（2019）03-0033-04
Small Interference Stability Analysis of AC/DC Hybrid System LI Chenhui, HUANG Dong,LIU Guodong
由于直流输电在远距离、大规模输电方面很有 优势，很适合跨区域互联，相比交流系统，互联系统 运行特性更为复杂，在运行过程中受到小的扰动更 容易影响互联系统的稳定性.因此对互联系统进行 小干扰稳定分析是非常有必要的。目前针对直流方
面的研究主要在提高系统阻尼方面m刃。近年来.由
于直流输电具有传输功率大•输送距离长等优 点3〕，并且随着区域电网互联规模不断扩大，高压 交流工程数量的增多和传输容量的增大⑷，由于直 流系统和交流系统之间互相影响，更是因直流系统 的加入带来了很多振荡方面的问题刀，使电力系统 动态稳定性分析面临新的挑战。
(Northeast Electric Power University, Jilin, 132012,China)
Abstract: Aiming at the dynamic stability of AC/DC hybrid system, taking four-node eleven-node as an example, the small interference stability analysis of AC/DC hybrid system is carried out in the power system analysis and synthe sis program. Firstly, the AC/DC interconnection system is modeled* and the system is linearized based on the DC system control method using the rectifier side constant current and the inverter side constant voltage. The eigenvalue analysis method is used to study the system oscillation due to the DC addition. The influence of the mode and the in fluence of relevant parameters in the operation of the DC system on the oscillation mode of the interconnected system are analyzed. The simulation results show that appropriate reactive power compensation and improving the power ratio of DC transmission in AC/DC hybrid system are conducive to the small interference stability of the system. Key words： AC/DC hybrid； power system； dynamic stability ；eigenvalue analysis
[~^=AAX+BAV
十 dt
(1)
式中：△表示变量的变化量；4X为全系统的状态变
量；为各节点电压向量；为各节点电流向量。
A J为百度文库统状态量的系数矩阵,C、D为系统代数量
的系数矩阵。
交直流系统中的电力网络和静态元件可以用以
下代数方程描述，并对其线性化如下：
A/=VAV
(2)
式中丫为系统的导纳矩阵。
1混联系统动态稳定性分析
特征分析法是目前电力系统小扰动分析中理论 最为成熟的方法，用线性状态方程来近似描述非线 性的电力系统，系统振荡模式的所有特征是由方程 的状态矩阵特征值来表达。本文采用特征值分析法
中的QR法进行计算.但是QR算法由于受阶数的 限制，对于1000阶以上的系统就很难求出精确的
解•对于规模很大的系统不太适用。 小扰动法分析关键在于准确建立反映各个状态