[發(fā)明專利]含故障電流限制器的電網(wǎng)機(jī)電與電磁混合仿真方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011611844.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112751339A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉飛;汪揚(yáng);李蘭芳;田旭;金雪芬;張桂紅;劉洋;李紅霞;張祥成;李倩;劉紅恩;劉聯(lián)濤;許德操;王世斌;張群;白左霞;梁國勇;彭飛
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;中電普瑞科技有限公司;中電普瑞電力工程有限公司;南瑞集團(tuán)有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02H9/02;G06F30/20
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發(fā)明提供含故障電流限制器的電網(wǎng)機(jī)電電磁混合仿真系統(tǒng)及方法，包括：利用混合仿真接口拼接電網(wǎng)中預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的電磁暫態(tài)仿真模型和非預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的機(jī)電暫態(tài)仿真模型；利用拼接的混合仿真模型對電網(wǎng)進(jìn)行仿真；其中，所述預(yù)選區(qū)域包含故障電流限制器。本發(fā)明對含有故障電流限制器的電網(wǎng)進(jìn)行機(jī)電電磁混合仿真，可以解決仿真速度和仿真精度無法兼容的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)建模及仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體講涉及含故障電流限制裝置的電網(wǎng)機(jī)電與電磁混合仿真方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的仿真手段一般是通過機(jī)電暫態(tài)計(jì)算分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要研究電網(wǎng)受到大擾動(dòng)后的暫態(tài)穩(wěn)定和受到小擾動(dòng)后的靜態(tài)穩(wěn)定性能，計(jì)算步長常常取10ms左右，計(jì)算速度較快；通過電磁暫態(tài)計(jì)算分析系統(tǒng)中各元件中電場、磁場及相應(yīng)電壓電流的變化，進(jìn)行設(shè)備參數(shù)選型，主要是對故障或是擾動(dòng)后系統(tǒng)的快速暫態(tài)過程進(jìn)行分析，采用詳細(xì)的非線性模型，并對暫態(tài)過程采用微分方程描述，仿真的計(jì)算步長常取20～200us，仿真規(guī)模受限，一般都需要對電網(wǎng)進(jìn)行等值簡化。

對基于晶閘管旁路技術(shù)的串諧型故障電流限制器的仿真研究中，單獨(dú)做機(jī)電暫態(tài)仿真時(shí)，該設(shè)備建模簡化為長期接入線路的串聯(lián)電抗器，與設(shè)備僅在線路故障情況下接入電抗器的特性不一致，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)潮流和損耗的計(jì)算準(zhǔn)確性受到影響，同時(shí)也無法分析出擾動(dòng)過程中故障電流限制器中電抗器接入和退出時(shí)對系統(tǒng)穩(wěn)定性和系統(tǒng)中其他FACTS設(shè)備的影響；而單獨(dú)做電磁暫態(tài)仿真時(shí)，大電網(wǎng)進(jìn)行等值簡化后，仿真精度會(huì)降低，在研究過電壓影響和繼電保護(hù)等快速暫態(tài)過程特性的影響時(shí)，仿真結(jié)果的容錯(cuò)裕度需求會(huì)變大，降低了對電力設(shè)備選型設(shè)計(jì)的指導(dǎo)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)適用性。

因此故障電流限制器的投入運(yùn)用，對含有FCL大規(guī)模電網(wǎng)的仿真能力提出了更高要求，要求仿真系統(tǒng)既具備針對大電網(wǎng)的高速計(jì)算能力，又具備精細(xì)電力電子器件的仿真精度，現(xiàn)有的單一仿真手段無法滿足該要求，為準(zhǔn)確揭示大電網(wǎng)特性以及動(dòng)態(tài)過程中FCL裝置內(nèi)部狀態(tài)量的變化，需要一種方法技術(shù)實(shí)現(xiàn)含有FCL大電網(wǎng)的混合仿真。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的對于含有故障電流限制器的電網(wǎng)的仿真速度和仿真精度無法兼容的問題，本發(fā)明提供含故障電流限制器的電網(wǎng)機(jī)電與電磁混合仿真方法，包括：

利用混合仿真接口拼接電網(wǎng)中預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的電磁暫態(tài)仿真模型和非預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的機(jī)電暫態(tài)仿真模型；

利用拼接的混合仿真模型對電網(wǎng)進(jìn)行混合仿真；

其中，所述預(yù)選區(qū)域包含故障電流限制器。

優(yōu)選的，所述預(yù)選區(qū)域?yàn)榘收想娏飨拗破鞯碾娋W(wǎng)區(qū)域，包含故障電流限制器、所在線路和線路兩側(cè)斷路器的電網(wǎng)區(qū)域，包含故障電流限制器和所在線路、線路兩側(cè)斷路器、附近節(jié)點(diǎn)所帶無功補(bǔ)償器的電網(wǎng)區(qū)域或包含故障電流限制器、所在線路、所在線路兩側(cè)母線到下一級母線之間的線路的電網(wǎng)區(qū)域。

優(yōu)選的，當(dāng)所述預(yù)選區(qū)域?yàn)榘收想娏飨拗破鞯碾娋W(wǎng)區(qū)域時(shí)，所述預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的電磁暫態(tài)仿真模型為故障電流限制器的電磁暫態(tài)模型；

當(dāng)所述預(yù)選區(qū)域?yàn)榘收想娏飨拗破鳌⑺诰€路和線路兩側(cè)斷路器的電網(wǎng)區(qū)域時(shí)，所述預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的電磁暫態(tài)仿真模型包括：故障電流限制器的電磁暫態(tài)模型、分布式線路及線路斷路器電磁暫態(tài)模型及線路保護(hù)控制的電磁暫態(tài)模型；

當(dāng)所述預(yù)選區(qū)域?yàn)榘收想娏飨拗破骱退诰€路、線路兩側(cè)斷路器、附近節(jié)點(diǎn)所帶無功補(bǔ)償器的電網(wǎng)區(qū)域時(shí)，所述預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的電磁暫態(tài)仿真模型包括：故障電流限制器的電磁暫態(tài)模型、分布式線路及線路斷路器電磁暫態(tài)模型、所在線路或母線上所帶無功補(bǔ)償器的保護(hù)控制回路的電磁暫態(tài)模型；

當(dāng)所述預(yù)選區(qū)域?yàn)榘收想娏飨拗破鳌⑺诰€路、所在線路兩側(cè)母線到下一級母線之間的線路的電網(wǎng)區(qū)域時(shí)，所述預(yù)選區(qū)域?qū)?yīng)的電磁暫態(tài)仿真模型包括：故障電流限制器的電磁暫態(tài)模型，所在線路及到下級母線的所有線路和線路斷路器電磁暫態(tài)模型。