[發明專利]一種面向大規模分布式發電的仿真方法及裝置

有效

• 申請號: 201811008818.2
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109245151B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉科研;盛萬興;杜松懷;董偉杰;胡麗娟;何開元;賈東梨;葉學順;刁贏龍;呂琛;葉華;蘇娟;陳定宇;鄧潘
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種面向大規模分布式發電的仿真方法及裝置，所述方法包括將分布式發電仿真系統解耦為物理仿真系統和控制信息仿真系統；分別利用獨立的CPU對物理仿真系統和控制信息仿真系統進行仿真。本發明提供的技術方案，減弱了由于解耦后的物理仿真系統和控制信息仿真系統進行通信時產生的時延造成的數值振蕩，充分發揮了CPU并行計算的性能，加快了仿真速度，為大規模有源配電網仿真提供技術支撐。

技術領域

本發明涉及配電網暫態仿真技術領域，具體涉及一種面向大規模分布式發電的仿真方法及裝置。

背景技術

分布式發電及其系統集成技術研究應用進展快速，作為集中式發電的有效補充，分布式發電技術有重要作用。然而，大規模多種類分布式電源的并網運行必將對配網系統的動態特性、電能質量、電壓與頻率調節以及保護等方面產生諸多影響。詳細了解各種分布式電源在系統不同運行方式及運行狀態下的動態響應特性有重要意義，而分布式發電系統是多環節相互耦合的強非線性動力學系統，其動態特性是各元件在各個時間尺度上動態特性的疊加，這為分布式發電微網系統動態特性的分析帶來了較大困難。分布式發電系統不僅包含傳統的一次系統電力系統，隨著配電網自動化有源化發展，還包含二次控制信息系統，控制一次側出力頻率調控等。然而，關于控制信息系統的仿真存在以下問題1)由于控制信息系統具有復雜的動態過程，難以對其實現統一建模和一體化仿真；2)將已有的仿真工具聯合使用，造成數據傳遞、同步和協調上的困難。

暫態仿真是了解分布式發電微網系統中快動態過程的重要手段，也是揭示系統中各種暫態相關問題的基礎，具有十分重要的理論意義與工程應用價值。然而對于分布式發電系統暫態仿真而言，計算速度是需要考慮的一個重要問題。一方面，分布式發電微網系統的時間尺度跨度大，為了保證仿真結果的精度及算法的數值穩定性，通常限制系統中快動態過程的時間常數確定仿真步長的上限，此時全面反映系統在各個時間尺度下動態過程的全部特征可能會導致難以忍受的計算時間；另一方面，分布式電源種類的多樣性、控制信息系統的復雜性等因素也使得分布式發電系統計算求解的復雜程度堪比大電網。

發明內容

本發明提供一種面向大規模分布式發電的仿真方法及裝置，其目的是為了更快速準確的了解大規模分布式發電的內部動態特性以及外部電網產生的影響，減弱由于解耦后的物理仿真系統和控制信息仿真系統進行通信時產生的時延造成的數值振蕩，采用將分布式發電仿真系統解耦為物理仿真系統和控制信息仿真系統，分別利用獨立的CPU對物理仿真系統和控制信息仿真系統進行仿真，加快了仿真速度，保證仿真精度抑制數值振蕩，為大規模有源配電網仿真提供技術支撐。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種面向大規模分布式發電的仿真方法，其改進之處在于，所述方法包括：

將分布式發電仿真系統解耦為物理仿真系統和控制信息仿真系統；

分別利用獨立的CPU對物理仿真系統和控制信息仿真系統進行仿真。

優選的，所述將分布式發電仿真系統解耦為物理仿真系統和控制信息仿真系統，包括：

利用分布參數模型對分布式發電仿真系統進行解耦，獲取分布式發電系統中物理仿真系統和控制信息仿真系統。

優選的，所述分別利用獨立的CPU對物理仿真系統和控制信息仿真系統進行仿真，包括：

a.設置計算仿真時間t＝0，步長序數n＝0，仿真步長Δt和仿真終了時刻；

b.分別利用獨立的CPU對物理仿真系統和控制信息仿真系統進行一個仿真步長的仿真，判斷仿真時間是否達到仿真終了時刻，若是，輸出仿真結果，否則執行步驟c；

c.t＝t+Δt，n＝n+1，判斷n是否小于3，若是，則返回步驟b，否則執行步驟d；

d.預測下一個仿真步長的物理仿真系統的輸出值，并對其進行校正；