【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統及其自動化，尤其涉及基于調相機的直流換相協調方法、系統、存儲介質及設備。
技術介紹
1、高壓直流工程在傳統電網中發揮著舉足輕重的作用，然而，其固有的技術缺陷也帶來了不少挑戰，其中一個主要問題便在于高電壓直流輸電系統的換流閥大多采用半控型器件——晶閘管，晶閘管無法進行自關斷，只能依賴于兩側交流電網的換流母線線電壓進行關斷，這一特性使得換相失敗成為高壓直流輸電系統中的一種典型威脅。
2、換相失敗會帶來一系列嚴重后果，首先，它會導致直流電流的異常增大，交直流電壓降低，甚至可能中斷傳輸功率，這一系列變化會對兩側的交流系統產生重大沖擊，引發交流保護裝置的誤動作，進而威脅到電網的安全與穩定運行。
3、以華東多饋入直流系統為例，當逆變側交流系統發生故障時，可能會引發多饋入系統間的換流器同時發生換相失敗，這種情況的嚴重性不言而喻，更為嚴重的是，當華東多饋入直流系統出現連續換相失敗并導致換流器閉鎖時，直流輸電系統會對送端交流系統產生巨大的沖擊能量，其最大值可達3000多萬千瓦，這種巨大的沖擊能量對兩端交流電網的安全穩定運行構成了嚴重威脅。
技術實現思路
1、基于此，有必要針對上述問題，提出了一種基于調相機的直流換相協調方法。
2、一種基于調相機的直流換相協調方法，所述方法包括下列步驟：
3、采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型；
4、將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型；
5、基于lqr算
6、上述方案中，所述采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型，具體包括：
7、根據轉子運動方程式和勵磁繞組暫態過程確定調相機數學方程：
8、
9、
10、式中，h為虛擬慣量，d為阻尼系數，w為標幺值下的發電機角速度，δw為額定轉速與實際轉速的偏差，pref為參考功率，pe為電磁功率，δ為發電機功角，t'd0為發電機勵磁繞組的時間常數，e'q為暫態電動勢，efd為強制空載電動勢，id為直軸電流分量，xd為直軸同步電抗，x'd為直軸瞬變電抗；
11、將所述調相機數學方程線性化，確定所述調相機的數學模型：
12、
13、其中，ut為輸入量。
14、上述方案中，所述將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型，具體包括：
15、將所述調相機的數學模型簡化為第一模型表達式：
16、
17、其中，
18、將所述第一模型表達式進行離散化，確定第二模型表達式：
19、x[k+1]＝ax[k]+bu[k]
20、其中，分別為變量x[k]、變量u[k]的系數矩陣。
21、上述方案中，所述基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢，具體包括：
22、將所述調相機的功角δ和暫態電動勢e'q設置為控制目標：
23、xd[k+1]＝ad*xd[k]
24、其中，xd[k+1]、xd[k]均為2*1矩陣，ad為常數e；
25、預設所述調相機的功角和暫態電動勢改進lqr的第一離散型狀態空間方程為：
26、
27、其中，為狀態變量，為狀態轉移矩陣，為輸入矩陣；
28、對所述第一離散型狀態空間方程進行簡化，獲取調相機的功角和暫態電動勢改進lqr的第二離散型狀態空間方程：
29、xa[k+1]＝aa*xa[k]+ba*ua[k]。
30、上述方案中，所述基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢還包括：
31、預設狀態誤差：
32、
33、其中，e[k]為誤差、x[k]為輸出值、xd[k]為控制目標，ca＝[i-i]為狀態矩陣；
34、將系統的性能指標定義為：
35、
36、其中，j為性能指標，e[n]為系統末端n時刻狀態值的控制目標的差值，e[k]為離散化后系統狀態值的控制目標的差值，u[k]為輸入量，s和q均為2*2的半正定方陣，分別是末端代價和運行代價的權重矩陣，r為系統控制量代價的權重矩陣。
37、上述方案中，所述基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢還包括：
38、獲取所述調相機的機端電壓和暫態電壓之間的關系表達式：
39、
40、其中，ug為調相機機端電壓，uq為機端電壓的q軸分量，ud為機端電壓的d軸分量,id、id為定子電流的d軸和q軸分量，xd'為次暫態電抗，xq為調相機電抗的q軸分量可忽略；
41、將調相機機端電壓引入到逆變側定β角控制部分，在發電機機端，當換流母線電壓下降時，利用lqr控制方式控制所述調相機的機端電壓抬升，并控制調相機功角處于預設范圍之內。
42、上述方案中，所述基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢還包括：
43、當逆變側發生換相失敗后，通過改進lqr控制方式控制所述調相機的暫態電動勢，調整所述調相機的機端電壓達到控制值。
44、本申請還提出了一種基于調相機的直流換相協調方法系統，所述系統包括：模型建立單元、離散化單元和協調控制單元；
45、所述模型建立單元，用于采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型；
46、所述離散化單元，用于將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型；
47、所述協調控制單元，用于基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢。
48、本申請還提出了一種可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所述處理器執行如下步驟：
49、采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型；
50、將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型；
51、基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢。
52、本申請還提出了一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行如下步驟：
53、采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型；
54、將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型；
55、基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢。
56、采用本專利技術實施例，具有如下有益效果：先采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型；將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型；基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型，具體包括：
3.根據權利要求2所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述基于LQR算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢，具體包括：
5.根據權利要求4所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述基于LQR算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢還包括：
6.根據權利要求5所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述基于LQR算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢還包括：
7.根據權利要求6所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述基于LQR算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相
8.一種基于調相機的直流換相協調方法系統，其特征在于，所述系統包括：模型建立單元、離散化單元和協調控制單元；
9.一種可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1至7中任一一項所述方法的步驟。
10.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1至7中任一一項中所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述采集調相機物理參數并建立所述調相機的數學模型，具體包括：
3.根據權利要求2所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述將所述調相機的數學模型離散化，得到狀態空間模型，具體包括：
4.根據權利要求3所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢，具體包括：
5.根據權利要求4所述的基于調相機的直流換相協調方法，其特征在于，所述基于lqr算法對所述狀態空間模型進行處理，并調整所述調相機的功角和暫態電動勢還包括：
6.根據權利要求5所述的基于調相機...
【專利技術屬性】
技術研發人員：邢超，王朋林，何鑫，奚鑫澤，鄧燦，李勝男，劉明群，張明強，
申請(專利權)人：云南電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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