李志显，李 欢，刘崇茹，郑 乐，魏 伟，喻建瑜

考虑缓冲回路的HVDC系统状态空间模型与求解算法

李志显1，李 欢2，刘崇茹1，郑 乐1，魏 伟2，喻建瑜1

(1.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学), 北京 102206；2.直流输电技术国家重点实验室 (南方电网科学研究院有限责任公司), 广东 广州 510663)

为了提高基于状态空间法的高压直流输电系统仿真计算精度，提出了一种考虑缓冲回路的HVDC系统仿真计算方法。以晶闸管的阀电流和缓冲电流作为状态变量对晶闸管进行建模，将换流变压器不同工况下的电压变换关系通过关联矩阵表示为统一的形式，建立换流器和换流变压器的状态空间模型，结合直流线路模型推导HVDC系统一次设备状态空间表达式。进一步，分析了控制系统的触发信号生成方法以及一次系统与控制系统的数据交互过程，实现了HVDC系统数学模型高精度求解。最后将Matlab实现的算法结果与PSCAD仿真结果进行对比，一次系统求解精度可达99.99%。

高压直流输电；状态空间；缓冲回路；缓冲电流；电磁暂态仿真

0 引言

高压直流输电以其可实现交流电网的异步连接、控制灵活性强等特点正得到快速发展和广泛应用。特别是随着大范围能源优化配置、大规模可再生能源发电并网等需求的扩大，直流输电工程项目得到快速实施[1-3]。

高压直流输电(High Voltage Direct Current, HVDC)系统的详细模型采用准稳态方程，这难以准确描述换流站附近的不对称短路故障所引起的HVDC动态行为以及逆变器交流侧不对称故障或换流变压器饱和可能引起的换相失败故障[4]。……