一种基于VSC的UPFC机电暂态模块化建模方法

1.一种基于VSC的UPFC机电暂态模块化建模方法，其特征在于，所述建模方法包括：(1)将不同拓扑结构的VSC统一为同一个等效换流电路；(2)将UPFC划分为串联模块、并联模块、直流模块和控制模块；(3)根据不同的串并联组合方式，确定UPFC的各个模块的计算顺序并依次计算；(4)UPFC部分与网络方程采用交替求解；所述步骤(2)中，所述串联模块所在支路首端的等效注入功率S ins 如下式所示：所述串联模块所在支路末端的等效注入功率S inr 如下式所示：式中， 分别为UPFC串联模块所在支路首末段电压相量， 分别为等效电路中线路两端电流相量， 分别为等效电路中线路两端电流相量共轭，b c 为UPFC串联模块所在线路的对地电纳值， 为UPFC串联模块所在线路导纳的共轭， 为UPFC串联模块注入的电压相量的共轭，j为虚数符号；按下式计算所述串联模块与直流侧之间的功率交换：式中，P SSSC 为UPFC串联模块注入交流系统的有功功率， 为UPFC串联模块注入的电压相量， 为等效电路中线路送端电流相量共轭，I s 为等效电路中线路送端电流，R tS 为串联模块涉及到的变压器电阻与换流电阻之和，P toDC 为UPFC串联模块送入直流模块的功率；所述步骤(3)中，单串联模块对单并联模块时串联模块和并联模块的计算顺序随意，然后计算直流模块；单串联模块对多并联模块时先计算并联模块，然后计算串联模块，最后计算直流模块；多串联模块对单并联模块时先计算串联模块，然后计算并联模块，最后计算直流模块；所述步骤(4)中，所述交替求解包括：(7-1)将UPFC部分作为等效注入电流源，求解网络方程得到各节点电压；(7-2)以各节点电压作为输入，求解UPFC串联模块、并联模块、直流模块和控制模块；(7-3)更新UPFC的等效注入电流，重复跳入(7-1)直至系统收敛或达到最大迭代次数；(7-4)修改当前仿真时间为下一仿真时刻，跳入(7-1)，进行下一个大步长仿真，直至仿真完成。 2.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述并联模块接入系统的等效注入功率S ini 如下式所示：所述并联模块送入直流模块的功率P toDC 如下式所示：式中， 为UPFC并联模块所在节点电压相量， 为UPFC并联模块接入系统的电流相量，I i 为 的幅值，real(S ini )为S ini 的有功分量，R tP 为并联部分涉及到的变压器电阻与换流电阻之和。 3.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述直流模块i个换流器注入直流侧的功率P dci 之和如下式所示：其中，U dc 为直流侧电压，C dc 为直流侧等效充电电容，[dc]为与直流侧相连的所有换流器的集合，t表示时间。 4.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述控制模块采用有功/无功解耦控制，分为有功控制回路和无功控制回路两个部分，均采用PI控制；其中：有功控制回路与UPFC的串联模块对应，输入为有功功率和直流电压幅值，输出为串联模块的注入电压；无功控制回路与并联模块对应，输入为无功功率和交流电压幅值，输出为并联部分的注入电流。 5.如权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述(7-2)中，所述求解采用小步长仿真，即在一次大步长仿真中进行n次小步长仿真。