[發(fā)明專利]新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩的數(shù)字物理混合仿真平臺

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010695142.X
• 申請日: 2020-07-19
• 公開（公告）號: CN111983932A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝捷;劉新元;張穎;鄭惠萍;薄利明;王金浩;曲瑩;段偉文;王瑋茹;程雪婷;張一帆;張謙;暴悅爽;陳丹陽;高宏;皮軍;李蒙贊;崔效瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 太原景譽專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14113
• 代理人: 鄭景華

本發(fā)明新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩的數(shù)字物理混合仿真平臺，具體涉及一種能夠驗證新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩實驗的仿真系統(tǒng)；解決的技術(shù)問題是：提供一種滿足新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩試驗的仿真系統(tǒng)；采用的技術(shù)方案是：新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩的數(shù)字物理混合仿真平臺，包括：dSPACE實時仿真系統(tǒng)、功率放大器和變流器；所述dSPACE實時仿真系統(tǒng)與功率放大器電氣相連，所述功率放大器與變流器電氣相連；所述變流器通過開關(guān)量轉(zhuǎn)換柜與dSPACE實時仿真系統(tǒng)電氣相連進行通訊。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩的數(shù)字物理混合仿真平臺，具體涉及一種能夠驗證新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩實驗的仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，越來越多的新能源發(fā)電系統(tǒng)接入電網(wǎng)中，新能源發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)模也越來越大，以并網(wǎng)逆變器為接口電路的新能源發(fā)電系統(tǒng)的滲透率正在快速地提升，逐步地改變著傳統(tǒng)電網(wǎng)的機電振蕩特性。

新能源發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器具有柔性可控的運行特性，因此可以通過控制技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計來重塑新能源電站的機電暫態(tài)特性，可使新能源發(fā)電系統(tǒng)在穩(wěn)定運行的同時還能充分發(fā)揮其柔性運行能力，與剛性的同步機電網(wǎng)實現(xiàn)友好互動，更好地抑制電網(wǎng)的機電振蕩，并提升電力系統(tǒng)的整體安全穩(wěn)定運行水平。

但是，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)規(guī)模龐大，系統(tǒng)影響廣泛，所以不能夠進行大量的現(xiàn)場大規(guī)模試驗，無法判斷控制方式是否可以有效抑制電網(wǎng)機電振蕩，因此，急需一種仿真平臺，可以實現(xiàn)仿真實驗過程和結(jié)果，并且能夠保證試驗安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，所要解決的技術(shù)問題是：提供一種滿足新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩試驗的仿真系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩的數(shù)字物理混合仿真平臺，包括：dSPACE實時仿真系統(tǒng)、功率放大器和變流器；

所述dSPACE實時仿真系統(tǒng)與功率放大器電氣相連，所述功率放大器與變流器電氣相連；

所述變流器通過開關(guān)量轉(zhuǎn)換柜與dSPACE實時仿真系統(tǒng)電氣相連進行通訊。

所述變流器還連接有變流器控制柜。

所述變流器控制柜還連接有變流器控制計算機。

所述dSPACE實時仿真系統(tǒng)采用型號為DS1104的控制器。

所述dSPACE實時仿真系統(tǒng)還連接有仿真系統(tǒng)控制計算機。

本發(fā)明中電網(wǎng)運行環(huán)境由基于dSPACE的功率放大裝置提供，參考實際電網(wǎng)搭建模型，利用dSPACE實時仿真系統(tǒng)建立電力系統(tǒng)的仿真模型，特別是模擬產(chǎn)生電力系統(tǒng)的機電振蕩現(xiàn)象，通過功率放大器對dSPACE輸出電壓、電流信號以及電網(wǎng)的機電振蕩現(xiàn)象進行不失真地功率放大，實現(xiàn)dSPACE中模擬電網(wǎng)電壓、電流以及機電振蕩功率的實時輸出。

本發(fā)明通過變流器控制柜控制變流器，變流器將輸出的三相電流注入功率放大器構(gòu)成的模擬電網(wǎng)；變流器采集模擬電網(wǎng)的電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速等反饋信號作為變流器的控制參數(shù)，dSPACE采集變流器的電壓、電流信號實現(xiàn)功率注入電網(wǎng)，變流器與功率放大器之間的功率交換，實現(xiàn)了新能源電站變流器并入電網(wǎng)系統(tǒng)，通過上述仿真裝置即可模擬新能源電站與電網(wǎng)之間的動態(tài)交互過程。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)新能源電站抑制電網(wǎng)機電振蕩的仿真實驗過程和結(jié)果，能夠仿真新能源發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)逆變器具有柔性可控的運行特性，通過控制技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計來重塑新能源電站的機電暫態(tài)特性，使新能源發(fā)電系統(tǒng)更好地抑制電網(wǎng)的機電振蕩，提升電力系統(tǒng)的整體安全穩(wěn)定運行水平。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明：

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；