[發明專利]源網聯合實時仿真系統

在審

• 申請號: 201611217130.6
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106855692A
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 方連航;梁鈺;林道鴻;劉紅巖
• 申請（專利權）人: 海南電力技術研究院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京瑞思知識產權代理事務所(普通合伙)11341
• 代理人: 李濤

技術領域

本發明涉及電力系統中區域電網與各類電源間的實時仿真技術領域，具體而言，涉及一種源網聯合實時仿真系統。

背景技術

面對化石能源日益枯竭、環境污染、氣候變化等人類共同的難題，大力開發利用風能、太陽能、生物質能等新能源，提升傳統能源利用效率，已成為世界各國的基本共識和應對策略。作為國際化旅游城市，海南省對節能減排和環境保護有著更高的要求。截至2015年底，海南省風電總裝機容量已達到31.1萬千瓦，占總裝機容量的5.3％。“十二五”期間，海南電網公司將投入250億元加速海南電網建設，同時加快解決新能源、可再生能源、分布式綜合供能系統有效接入電網的技術和經濟政策問題，重點推動海上風電開發利用，預計到“十二五”末海南電網清潔能源發電裝機比例將達50％以上。

目前，海南省已建有華能文昌風電場、東方感城風電場、東方風電場、儋州峨蔓風電場、中海油四更風電場等5個風電項目，海上風電預計可開發裝機約500萬千瓦。在太陽能發電方面，目前海南省已建有臨高縣20MW光伏并網示范工程，東方廣壩50MW太陽能發電項目等多個大型光伏電站，臨高縣20MW光伏并網示范工程和東方廣壩50MW太陽能發電項目均已經建成并網因此，風力發電與太陽能發電作為海南省目前主要的新能源發電型式，具有廣闊的發展前景。

然而，以風電、太陽能發電為代表的新能源電力具有隨機波動性、不確定性以及反調峰特性，而且這些特性隨季節、氣候、局部氣象/地理條件等因素的變化而不同。特別是海南以旅游業為主，沒有大型工業，負荷主要以居民用電負荷為主，這種負荷特性與風電的出力特性間的不一致性，即反調峰特性更為突出。同時，頻率穩定問題是困擾海南電網運行的一個問題。而且海南受地理位置影響，易遭受颶風等極端天氣的侵襲，這極易造成風電、光電等新能源電源的出力驟變，加劇頻率穩定問題。因此，新能源電力規模化并網將對海南電網的運行控制提出了新的挑戰。

目前，國內外已有很多針對新能源特性和電力系統分析控制方法的理論研究。但是，現有的電力系統仿真平臺僅考慮電網的電磁暫態特性，尚沒有能夠統一考慮各種電源控制響應特性的全動力過程仿真平臺，因此對于電網中新能源的接入量對電網安全穩定運行的影響很難給出切合實際的定量化分析結論。

發明內容

本發明提供了一種源網聯合實時仿真系統，以至少解決相關技術中的電力系統仿真平臺無法有效模擬各類電網及各類發電機組故障的問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種源網聯合實時仿真系統，包括：源側仿真機集群、協調服務器、網側實時數字仿真儀RTDS系統、電網能量管理系統EMS、自動發電控制AGC調度系統，其中，

所述源側仿真機集群中的每個源側仿真機分別與所述協調服務器連接；所述協調服務器與所述網側RTDS系統連接；所述網側RTDS系統分別與所述EMS和所述AGC調度系統連接；所述EMS與所述AGC調度系統建立通訊連接。

可選地，所述源側仿真機集群包括以下至少之一：

一個或多個風電機組仿真機、一個或多個火電機組仿真機、一個或多個水電機組仿真機、一個或多個核電機組仿真機、一個或多個光伏發電機組仿真機。

可選地，所述風電機組仿真機包括：風模型模塊、風力機模型模塊、傳動鏈模型模塊、發電機模型模塊、變流器模型模塊。

可選地，所述火電機組仿真機包括：機組動態模型模塊和協調控制系統，其中，

所述機組動態模型模塊包括：鍋爐動態單元、汽輪機動態單元、發電機動態單元；

所述協調控制系統包括：鍋爐主控模塊、汽機主控模塊、汽輪機數字電液控制DEH模塊、頻差校正模塊。

可選地，所述水電機組仿真機包括：AGC模塊、電子調節器模塊、執行機構模塊、引水和泄水模塊、水輪發電機組模塊和測量模塊。

可選地，所述核電機組仿真機包括：中子動態模型模塊、堆芯燃料及冷卻劑溫度模型模塊、一回路冷卻劑管道模型模塊、蒸汽發生器模型模塊、冷卻劑泵模型模塊、反應堆功率控制系統模型模塊、汽輪機模型模塊、汽機調速器模型模塊。

可選地，所述光伏發電機組仿真機包括：光伏電池組模型模塊、直流-直流DC-DC模塊、直流-交流DC-AC模塊、濾波升壓模塊、逆變器控制模塊和最大功率跟蹤MPPT模塊。

可選地，所述網側RTDS系統通過GTFPGA接口卡與所述協調服務器連接。

可選地，所述網側RTDS系統通過GTNET接口卡與所述EMS和所述AGC調度系統連接。