[發明專利]一種基于虛擬線路補償的數模混合仿真功率接口算法

在審

• 申請號: 202110507929.3
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113158616A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 尹忠東;鄂濤;王群飛
• 申請（專利權）人: 華北電力大學;北京科力源能源技術有限公司
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398;G06F117/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于虛擬線路補償的主動配電網數模字物理混合仿真功率接口等效拓撲，其特征在于，定義：

數字側電壓為U₁，物理側電壓為U₂，Z₁和Z₂分別為數字側和物理側的等效阻抗。基于替代定理將物理側在數字側等效為受控電流源，數字側在物理側等效為受控電壓源；在數字側和物理側之間存在一條虛擬線路，線路阻抗為Z^*，線路上會產生虛擬電流I^*和虛擬功率S^*。受控電壓源輸出電流I₂，控制信號為U₁經一個傳輸延遲得到。物理側實際流過電流為I₂′，同時I₂′為物理側受控電流源的控制信號。

2.一種基于虛擬線路補償的主動配電網數模字物理混合仿真功率接口算法，其特征在于，所述算法包含以下兩部分：

穩定性補償及延時補償策略。穩定性對數字側受控電流源控制信號進行補償，以提升混合仿真系統穩定性；延時補償根據虛擬線路上流過的虛擬功率對系統進行補償，以提升混合仿真系統的精確性。兩者優勢互補，共同提升混合仿真系統的穩定性及精確性。

3.根據權利要求2所述的算法，其中穩定性補償，特征在于：

線路首末端電壓分別為U₁和U₂，線路阻抗為Z^*。由于兩端電壓差的存在，線路上會產生虛擬電流I^*和虛擬功率S^*。

加入虛擬線路后受控源電流源輸出電流I₁(s)與流過數字側阻抗的電流I₁′(s)、受控電壓源輸出電流I₂(s)與流過物理側阻抗的電流I₂′(s)不再相等，具體數量關系為

受控電流源的控制量I₂(s)由變為

I₁(s)＝I₂′(s)＝I₂(s)+I^*(s) (2)

其中

引入虛擬線路后接口穩定條件為

令s＝jw則數字側、物理側及虛擬線路阻抗值分別為

穩定條件可轉化為以下三種情況：

1)當|Z₁(s)|＜|Z₂(s)|時，穩定條件為

(R^*-a)²+(R^*-b)²＜0 (6)

2)當|Z₁(s)|＞|Z₂(s)|時，穩定條件為

(R^*+a)²+(R^*+b)²＞0 (7)

3)當|Z₁(s)|＝|Z₂(s)|時，只要滿足R^*＞0、X^*＞0即可保持穩定。其中

應將虛擬阻抗設置為穩定范圍內的最大值。但在進行主動配電網混合仿真時，往往需要在多種工況間進行切換，為保證系統在切換前后及過程中一直保持穩定，接口需要擁有較大的穩定裕度，因此虛擬線路阻抗的取值Z^*應滿足

其中Z₁^*，Z₂^*，Z_n^*分別為n種不同工況下，各自穩定范圍內的最大取值。