[發明專利]一種風電機組電磁暫態建模仿真方法和系統

在審

• 申請號: 201910240299.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN111832141A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 孫艷霞;王偉勝;劉純;于釗;李光輝;何飛;何國慶;葉儉;李麗娜;金一丁
• 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
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 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

本發明提供了一種風電機組電磁暫態建模仿真方法。該法包括：將預先獲取的風電機組控制設備代碼移植到實時仿真平臺RT_LAB中，并在RT_LAB中將預先建立的風電機組初始電磁暫態實時仿真模型鏈接移植后的代碼進行模型編譯，得到風電機組電磁暫態實時仿真模型可執行目標程序；在RT_LAB實時仿真平臺中分配仿真節點，并在仿真節點中加載風電機組電磁暫態實時仿真模型可執行目標程序，執行仿真操作。本發明提供的技術方案不依賴實時仿真設備，通過生成支持實時仿真的動態鏈接庫的方法，為風電機組電磁暫態實時仿真提供了關鍵的算法庫。

技術領域

本發明涉及新能源發電單元實時仿真建模領域，具體涉及一種風電機組電磁暫態建模仿真方法和系統。

背景技術

風能和太陽能資源潛力巨大，高比例新能源格局已初步形成。新能源基地送端電網電力電子化特征日趨明顯，可再生能源發電基地直流外送系統中，電力電子發電裝備數量巨大，控制復雜且存在多時間尺度耦合，基地間及其與直流輸電的動態相互作用加劇，系統振蕩呈寬頻帶、時變和多形態特征。可再生能源發電基地直流外送系統的暫態行為演化規律復雜化，系統暫態穩定分析面臨巨大困難，亟需探索新條件下系統暫態穩定機理，亟需通過建立含大規模新能源集群的區域電網電磁暫態仿真模型，仿真復現電網失穩及暫態壓升現象，為大規模新能源集群送出系統穩定性分析提供一種新的電磁暫態仿真手段，支撐電網安全穩定運行。

針對區域性機群風電場電磁暫態建模用普通的常用的仿真工具無法實現，因為仿真規模太大，運算速度特別慢，仿真效率很低。基于RT_LAB的實時建模仿真方法采用離散的解算方法，通過對模型進行分割，分核運行的方法可以大大提高仿真運行效率，使得區域性機群風電場電磁暫態建模仿真可行，從而為研究大規模新能源電站接入電力系統對電網安全穩定運行的研究提供了技術手段。

區域性機群風電場中用到的新能源發電設備型號繁多，為了研究新能源電站各種故障狀態下的暫態響應，需要對電站中各發電單元進行高精度建模，即其暫態特性需與實際的物理發電單元高度一致。快速實現高精度區域性機群風電場電磁暫態建模實時仿真，需要新能源發電設備廠家提供與區域風電場運行一致的s-function模塊和成套的控制算法源文件，而這些控制算法源文件是企業的知識產權，無廠家愿意提供，這給快速區域性機群風電場電磁暫態建模帶來了困難。

Matlab仿真軟件自帶的S-function提供了擴展Simulink模塊庫，它的形式十分通用，能夠支持連續系統、離散系統和混合系統。S-function采用一種特定的調用語法，可實現C語言或是C++語言函數和Simulink解法器進行交互。利用matlab的s-function模塊，調用實際設備控制中運行的C語言或是C++語言進行高精度仿真建模方法在研發能力比較強的新能源發電設備廠家有應用。RT_LAB實時仿真軟件完全兼容Matlab軟件，而且可將matlab的s-function模塊中調用的源文件生成一個動態鏈接庫，實時仿真過程中可只依賴動態鏈接庫文件，而無需源文件。

在區域性機群風電場建模中用到發電設備涉及的廠家和型號特別多，利用基于matlab的s-function模塊實現高精度建模需要在實時仿真設備上用設備廠家的核心控制算法生成動態鏈接庫，這種方法有兩個必要條件，其一是實時仿真設備，其二是發電設備的核心控制算法，但是現在這兩個必要條件無法同時具備，并且實時仿真設備與部分辦公加密軟件還存在不兼容的情況。

發明內容

為了在有效保護發電設備廠家知識產權不受侵害的基礎上，不依賴實時仿真設備，又不受加密辦公軟件的限制實現快速和精確風電場風電機組電磁暫態實時建模，本發明提出了一種把matlab模型結合用c語言或是c++語言寫的源代碼生成支持實時仿真用動態鏈接庫的方法，解決實時仿真用風電機組換流器控制算法動態庫的手動獨立生成問題，使其在普通的linux環境下就可以生成支持實時仿真用的動態庫。新能源發電設備換流器廠家研發人員利用該方法可以快速生成實時仿真用單機模型，為快速精準和精細化風電場電磁暫態建模做準備。

本發明提供的技術方案是：