[發(fā)明專利]基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)及其方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910457595.6
• 申請(qǐng)日: 2019-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN110176779A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳奕;王德林;呂鵬飛;崔玉;王業(yè);杜云龍;徐寧;熊煒;趙景武;李鵬;張磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;上海九洲信息技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/36
• 分類號(hào): H02J3/36;G06F17/50
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

本發(fā)明涉及一種基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)，包括變電站仿真模塊，用于進(jìn)行變電站仿真；計(jì)算引擎模塊，與所述的變電站仿真模相連接，通過共享內(nèi)存接口與變電站仿真模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，與所述的變電站仿真模相連接，用于管理全部變電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)基于PSCAD的特高壓直流換流站仿真處理的方法。采用了本發(fā)明的基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)及其方法，能夠?qū)?fù)雜的特高壓直流換流站以變電站仿真系統(tǒng)的經(jīng)典表現(xiàn)形式表現(xiàn)出來，同時(shí)又具備精確的仿真結(jié)果。該系統(tǒng)通過特高壓直流換流站反故障演習(xí)系統(tǒng)的開發(fā)，可以開展特高壓直流輸電系統(tǒng)的故障錄波回放、故障重現(xiàn)和自動(dòng)分析、定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及特高壓直流換流仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)變電站仿真系統(tǒng)的仿真對(duì)象為交流變電站，其內(nèi)部的潮流計(jì)算為穩(wěn)態(tài)的計(jì)算(仿真步長(zhǎng)為秒級(jí))，一般是采用牛頓拉夫遜法來求解非線性方程組。計(jì)算速度快，對(duì)于計(jì)算仿真中負(fù)荷的變化而引起的電力系統(tǒng)潮流的變化來說可以說是實(shí)時(shí)的，可以滿足仿真系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性的目標(biāo)。

而對(duì)于特高壓直流換流站而言，由于需要對(duì)內(nèi)部的電力電子器件進(jìn)行高頻地控制，必須進(jìn)行電磁暫態(tài)的仿真(仿真步長(zhǎng)為微秒級(jí))才能得到正確的結(jié)果，電磁暫態(tài)仿真的計(jì)算元件采用微分方程或偏微分方程來描述，基于a,b,c三相瞬時(shí)值的表達(dá)方式和對(duì)稱矩陣求解，模型描述較為具體和詳細(xì)，通常需要考慮元件的電磁耦合、非線性以及輸電線路的分布參數(shù)特征和頻率相關(guān)特性等，求解過程繁瑣、復(fù)雜；結(jié)合特高壓直流換流站復(fù)雜的控制保護(hù)特性，使得對(duì)于特高壓直流換流站的仿真還無人問津。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)果精確、操作簡(jiǎn)便、適用范圍較為廣泛的基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)及其方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)及其方法如下：

該基于PSCAD實(shí)現(xiàn)特高壓直流換流站仿真功能的系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)是，所述的系統(tǒng)包括：

變電站仿真模塊，用于進(jìn)行變電站仿真；

計(jì)算引擎模塊，與所述的變電站仿真模相連接，通過共享內(nèi)存接口與變電站仿真模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，與所述的變電站仿真模相連接，用于管理全部變電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

較佳地，所述的系統(tǒng)還包括事故分析模塊，與所述的計(jì)算引擎模塊相連接，用于通過故障信息反推故障。

該利用上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于PSCAD的特高壓直流換流站仿真處理的方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟：

(1)通過PSCAD建立特高壓直流換流模型，將其作為計(jì)算引擎，并開發(fā)交互接口；

(2)通過內(nèi)存共享的方式與變電站仿真模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

較佳地，所述的步驟(1)具體包括以下步驟：

(1.1)通過PSCAD/EMTDC電磁暫態(tài)仿真工具開發(fā)特高壓直流換流仿真模型；

(1.2)通過PSCAD自定義模型的自定義模型編碼方式開發(fā)基于共享內(nèi)存的PSCAD側(cè)應(yīng)用接口。

較佳地，所述的步驟(1.2)具體包括以下步驟：

(1.2.1)建立自定義模型；

(1.2.2)所述的模型融入EMTDC主程序；

(1.2.3)將PSCAD/EMTDC的公用數(shù)組與接口模型關(guān)聯(lián)。

較佳地，所述的步驟(2)具體包括以下步驟：