基于扰动程度自适应切换的LCC-HVDC数字-物理混合仿真DIM接口算法

甘效罗; 王拓; 杨明城; 赫羽朋; 王尉; 辛业春; 李国庆

doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.007

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基于扰动程度自适应切换的LCC-HVDC数字-物理混合仿真DIM接口算法

规划建设 | 更新时间：2025-10-29

- 基于扰动程度自适应切换的LCC-HVDC数字-物理混合仿真DIM接口算法
- Adaptive Switching Algorithm for Digital Physical Hybrid Simulation DIM Interface of LCC-HVDC Based on Disturbance Degree
- 电力建设 2025年46卷第11期页码：71-82
- 作者机构：
  
  现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室（东北电力大学），吉林省吉林市 132012
- 作者简介：
  
  甘效罗（1999），男，硕士研究生，研究方向为高压直流输电技术，E-mail：gxl2123077860@163.com；
  王拓（1995），男，博士研究生，通信作者，研究方向为柔性直流输电技术、交直流电力系统分析与控制，E-mail：wangtuo950408@163.com；
  杨明城（1995），男，博士研究生，研究方向为高压直流输电技术、新能源电力系统稳定分析与控制；
  赫羽朋（2000），男，博士研究生，研究方向为高压直流输电技术；
  王尉（1997），男，博士研究生，研究方向为交直流混合配电网运行控制；
  辛业春（1982），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为柔性直流输电技术、输变电设备运行状态在线检测与诊断技术；
  李国庆（1963），男，博士，教授，博士生导师，研究方向为电力系统安全性与稳定性分析、控制与决策、柔性直流输电技术。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2021YFB2400900)
- DOI：10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.007
  中图分类号： TM73
- 收稿：2024-12-25，
  
  修回：2025-02-26，
  
  纸质出版：2025-11-01
- 稿件说明：
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甘效罗,王拓,杨明城等.基于扰动程度自适应切换的LCC-HVDC数字-物理混合仿真DIM接口算法[J].电力建设,2025,46(11):71-82.

GAN Xiaoluo,WANG Tuo,YANG Mingcheng,et al.Adaptive Switching Algorithm for Digital Physical Hybrid Simulation DIM Interface of LCC-HVDC Based on Disturbance Degree[J].Electric Power Construction,2025,46(11):71-82.
甘效罗,王拓,杨明城等.基于扰动程度自适应切换的LCC-HVDC数字-物理混合仿真DIM接口算法[J].电力建设,2025,46(11):71-82. DOI： 10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.007.

GAN Xiaoluo,WANG Tuo,YANG Mingcheng,et al.Adaptive Switching Algorithm for Digital Physical Hybrid Simulation DIM Interface of LCC-HVDC Based on Disturbance Degree[J].Electric Power Construction,2025,46(11):71-82. DOI： 10.12204/j.issn.1000-7229.2025.11.007.

摘要

目的

数字-物理混合仿真可以更精确地模拟高压直流输电系统实际物理运行特性，数字与物理子系统间的接口算法是保证系统稳定运行和精确仿真的重要构成，因不同运行条件下直流系统特性存在显著差异，现有接口算法难以适用于全部工况，为此，提出一种基于扰动程度自适应切换的阻尼阻抗接口算法。

方法

首先，基于不同工况下直流系统阻抗及接口算法性能特性，提出补偿阻抗切换方法并设计了切换判据。然后，根据补偿阻抗匹配原则，提出稳态下直流输电系统等效阻抗和暂态下补偿阻抗稳定预设值计算方法。最后，搭建了高压直流输电系统混合仿真模型，对稳态和暂态运行条件下接口特性进行验证。

结果

仿真结果表明，所提方法相对于理想变压器法具有更高的暂态稳定性，且稳态下仿真相对误差均低于1.5%，具有较好的精确性。

结论

所提自适应切换方法显著提升了阻尼阻抗法的适用范围，为高压直流输电数字-物理混合仿真提供了一种新方法。

Abstract

Objective

A digital-physical hybrid simulation can accurately simulate the actual operating characteristics of a high-voltage direct-current （HVDC） transmission system. However， an interface module between the digital and physical subsystems is crucial for system stability and precise simulations. Because of the differences in direct current （DC） system characteristics under various conditions， the existing algorithms are not uniformly applicable. This paper presents a damping impedance interface algorithm based on adaptive switching and degree of disturbance.

Methods

First， a compensation impedance-switching method and criteria are proposed based on impedance and performance characteristics. Subsequently， the calculation methods for the equivalent impedance in the steady state and compensation impedance in the transient state are presented. Finally， a hybrid simulation model is built and the interface characteristics are verified.

Results

The results achieved higher stability than the ideal transformer method and a relative error of less than 1.5% in the steady state， indicating good accuracy.

Conclusions

The proposed adaptive switching method significantly expands the applicability range of the damping impedance approach， offering a novel solution for the digital-physical hybrid simulation of HVDC transmission systems.

关键词

Keywords

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