电力系统仿真软件PSS-E的直流系统模型及其仿真研究.docx

电力系统仿真软件PSS/E的直流系统模型及其仿真
研究
黄莹，徐政，贺辉
(浙江大学电机系，浙江省杭州市310027)
HVDCMODELSOFPSS/EANDTHEIRAPPLICABILITYINSIMULATIONS
HUA机、调速机等模型）。PSS/E的其他模型（如直流模型）由连接子程序CONEC和CONET调入主程序中。
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3PSS/E的直流模型
3・1PSS/E直流模型分类
直流系统模型包括换流器模型、直流输电线路或直流网络模型、直流系统控制模型[2,3]。直流模型的详细程度
取决于研究目的和实际的直流系统，对换流器采用准稳态模型。PSS/E模型库中的直流模型按照是否考虑换流器
高速控制及直流线路电感动态特性(即直流线路暂态过程)，可以归纳为以下两种类型：①不考虑直流线路动态特
性的直流模型；②考虑直流线路动态特性的直流模型。

直流控制系统的直流电流、电压的变化相对于PSS/E的仿真步长(缺省步长为1/2个工频周波)是非常快速的，
因此PSS/E中的一部分直流系统模型(如CDC4、CDC6、CDC6A等)不考虑直流线路内部的暂态过程。这些准稳态直流动态模型(PseudoSteady-StateHVDCDynamicModel)⑷使用与潮流计算相似的稳态换流器方程来计算有功和无功功率，但变压器抽头保持不变。这类模型也可归类为响应模型(ResponseModel、FunctionalModel、
PerformanceModel)[5,6]。
(1)CDC4直流模型正常运行时的控制方式
整流侧采用定电流控制，逆变侧采用定电压控制，逆变侧也可采用定熄弧角控制。整流侧定电流控制如图2
所示，逆变侧定电压控制如图3所示。
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图2、图3中，Pset、lset、Vset分别为功率、电流、电压设定值，’一Q」：’〃：'血HS分别为
直流功率调制信号、电压整定值、电流整定值；Vdcm为直流线路上维持电压恒定点处的直流电压；ROmp为电压
恒定点到逆变侧之间的线路电阻，一般为直流线路电阻Rdc（维持整流侧电压恒定）。其余变量的说明如下：
1）模式转换MDC开关
当逆变侧直流电压低于给定功率模式下的最低逆变侧直流电压时，直流控制由定功率模式转换为定电流模式；反之则经过一定的延迟时间由定电流模式转换为定功率模式。
2）功率调制控制信号△P
PSS/E中设有多个直流调制辅助信号模型（如HVDCAU、PAUX1、PAUX2、SQBAUX等），用户可将辅助信号
加入到直流模型中。PAUX1、SQBAUX模型基于频率偏差提供调制信号；PAUX2模型基于角度偏差进行调制；
HVDCAU模型允许基于支路电流或潮流、两母线间频率偏差、单个母线电压或频率的输入信号进行调制。图4
为HVDCAU调制信号模型。图中，Sn、Sin,0均为输入信号；K、A、B、C、D、E、F为传递函数参数。
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3）低压限流环节VDCOL
当一侧换流器电压降低超过一定幅度（如超过30%）时，另一侧换流器对无功功率的需求就会增加，而交流电压的降低又减少了电容器和滤波器的无功功率供给，这样就对交流系统恢复带来不利影响；同时低电压下更容易发生换相失败和电压不稳定。因此，采用低压限流环节（Voltage-DependentCurrent-OrderLimit,VDCOL）来减小低
电压时的直流电流。
CDC4中的VDCOL的电压-电流特性如图5所示。图中，lco为正常运行最小电流，IrSCur为闭锁后重启最小直流电流。
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（2）CDC4故障运行时直流的闭锁和旁通
1）闭锁
整流侧交流电压低于设定的闭锁电压时整流侧和逆变侧都闭锁。整流侧保持闭锁不少于规定的闭锁时间后，当
整流侧交流电压高于设定的闭锁解除电压时重新启动。
2序通
采用旁通来模拟换相失败，当逆变侧直流电压低于设定的旁通电压时，逆变侧旁通，整流侧继续保持设定的直流电流。逆变侧保持旁通不少于规定的旁通时间后，当逆变