[發明專利]柔性直流輸電物理動模平臺的仿真誤差分析方法和系統

在審

• 申請號: 202110256551.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112952888A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 谷懷廣;劉棟;周家培;寇龍澤;朱琳
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36
• 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

本發明提供了一種柔性直流輸電物理動模平臺的仿真誤差分析方法和系統，包括：分別對柔性直流輸電系統的物理動模平臺數字仿真模型和柔性直流輸電系統的工程原型數字仿真模型進行仿真，并分別獲取物理動模平臺數字仿真模型和工程原型數字仿真模型的仿真結果；根據所述仿真結果，求取所述物理動模平臺數字仿真模型和工程原型數字仿真模型之間的誤差最大值，并將所述誤差最大值作為柔性直流輸電物理動模平臺的仿真誤差分析結果。本發明有效避免誤差無窮大情況的發生，合理利用海量數據，將兩套模型的真實模擬程度做到最全面、最惡劣工況下的精細對比，保證了誤差計算結果的精確度和可靠性。為柔性直流輸電物理動模平臺的設計提供數據參考。

技術領域

本發明屬于柔性直流輸電低壓物理動模平臺仿真領域，具體涉及一種柔性直流輸電物理動模平臺的仿真誤差分析方法和系統。

背景技術

基于電壓源型換流器的柔性直流輸電技術是有力提高可再生能源利用效率和大電網運行安全性的有效手段，是未來孤島供電、海上風電等清潔能源并網、直流電網必不可少的輸電形式之一。由于模塊化多電平換流器(modular multilevel converter,MMC)構成的柔性直流輸電系統包含大量的非線性電力電子開關器件，開關暫態特性極為復雜，而傳統的離線仿真和實施數字仿真均存在不同程度的等效精度問題，無法真正體現出工程上換流閥暫態時開關器件的瞬態特性。柔性直流輸電低壓物理動模平臺采用真實的電力開關器件進行等比例縮小搭建，不存在非線性等效模擬誤差問題，且所有元件的參數均按照工程原型進行等慣性時間常數、等相似比折算，整體外特性及器件級開關特性幾乎與工程原型保持一致。動模系統可對VBC解閉鎖、主動均壓、環流抑制、本體故障開展模擬試驗，可模擬工程換流閥一次參數的分散特性，進而驗證VBC的自主均壓控制策略是否有效。同時可對工程控制保護系統提供一種高效的仿真和測試技術手段，對今后直流輸電工程設備的研發及測試工作具有重要意義，有助于柔性直流輸電技術的發展和大規模應用。

柔性直流輸電低壓物理動模平臺包含元器件眾多，參數計算過程復雜，投入成本高，周期長，一旦平臺搭建起來后，很難再去調整元器件物理參數。因此在對低壓物理動模平臺完成參數設計后，需要首先進行數字仿真模型搭建，并與工程原型的數字仿真模型進行各種工況誤差對比分析，保證參數設計合理。現有的仿真模型誤差對比方法以相對誤差計算居多，將真值作為分母，對比量與真值做差取絕對值作為分子，二者相除計算該時刻相對誤差百分比。對于同一個電氣變量來說，其時域上兩條波形有可能擬合度很高，幾乎完全重合，但某一時刻對應數值可能在0附近，按此方法計算出來的相對誤差會無窮大，與實際情況不符，不適用于動模平臺與工程原型對比精度誤差分析。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提出一種柔性直流輸電物理動模平臺的仿真誤差分析方法，包括：

分別對柔性直流輸電系統的物理動模平臺數字仿真模型和柔性直流輸電系統的工程原型數字仿真模型進行仿真，并分別獲取物理動模平臺數字仿真模型和工程原型數字仿真模型的仿真結果；

根據所述仿真結果，求取所述物理動模平臺數字仿真模型和工程原型數字仿真模型之間的誤差最大值，并將所述誤差最大值作為柔性直流輸電物理動模平臺的仿真誤差分析結果。

優選的，所述分別對柔性直流輸電系統的物理動模平臺數字仿真模型和柔性直流輸電系統的工程原型數字仿真模型進行仿真，并分別獲取物理動模平臺數字仿真模型和工程原型數字仿真模型的仿真結果，包括：

在額定滿功率穩態運行和直流雙極短路暫態故障兩種相同工況下，保持仿真步長和仿真時長一致，分別對柔性直流輸電系統的物理動模平臺數字仿真模型和柔性直流輸電系統的工程原型數字仿真模型進行仿真；

根據預設仿真步長分別選取預設時間內物理動模平臺數字仿真模型和工程原型數字仿真模型中電氣量的離散數據作為仿真結果；

其中，所述電氣量包括直流電壓、直流電流、有功功率、閥側三相電壓、三相電流和橋臂電流。