考虑控制信息的LCC–SLCC高压直流系统准稳态建模与交直流潮流分析

《Energies》：Control-Informed Quasi-Steady-State Modeling and AC/DC Power-Flow Analysis of LCC–SLCC HVDC Systems

　　摘要传统的准稳态模型将自适应STATCOM与线换相换流器（SLCC）站视为带有外部无功功率源的LCC，无法完全表征阀侧耦合特性。本文建立了SLCC的三相静止坐标系微分模型，并推导了平均直流电压和基波移相角的准稳态表达式。非换相等效电压被分解为基波与非基波分量。基波分量保留在潮流模型中，同时采用控制感知的谐波扩展来评估所测试运行域内对应的平均直流电压修正量。正序基波公式用于计算换相重叠角，首个零值诊断方法用于识别与快速SVG电压响应相关的控制敏感条件。当快速换相方向电压在电流转移完成前达到零或发生反向时，控制等效有效面积公式提供了一种替代的低阶表征方法。该站方程被纳入顺序交直流潮流算法，并与扬州—镇江特高压直流二期工程的PSCAD/EMTDC主电路及控制模型进行了验证对比。在所有稳定的测试运行点中，相位感知的EMT导出谐波直流电压修正量范围为0.585%至1.245%，均低于所采用的2%筛选阈值。控制感知估计值跟随EMT导出修正值，而相位无关的保守界限在高控制器增益时达到2.128%。在八个具有PSCAD参考值的算例中，控制等效公式将重叠角的平均误差和最大误差分别从公式1和公式2降低至公式3和公式4。对于基准潮流算例，SLCC桥无功功率的最大相对误差为1.3%，SVG无功功率输出的最大相对误差为1.0%，计算收敛且无持续振荡。采用准稳态（QSS）公式完成一个代表性运行点计算约需3秒，而工程EMT基准约需15分钟。