[發明專利]一種含高比例新能源交直流混聯系統仿真建模方法

在審

• 申請號: 202111374193.3
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113962162A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 周敬森;何永勝;陳詠濤;張友強;宋偉;朱晟毅;余亞南;向紅吉;肖強;胡利寧;周二專;陳勇;吳倩紅
• 申請（專利權）人: 國網重慶市電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;H02J3/16;H02J3/36;G06F119/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 胡東東

本發明公開了一種含高比例新能源交直流混聯系統仿真建模方法，具體包括以下步驟：S1：構建基于模型?數據混合驅動的MMC新型等效模型；S2：構建基于數據驅動的新能源并網系統等效模型；S3：將基于模型?數據混合驅動的MMC新型等效模型和基于數據驅動的新能源并網系統等效模型有效融合起來，得到基于模型?數據混合驅動的含高比例新能源交直流混聯系統仿真模型；本發明實現對柔性直流輸電、新能源機組等電力系統關鍵部件的精準建模，最大程度地還原實際物理電網的真實運行狀態，有效提升模型的準確性和實用性，為電網運行狀態監測與分析提供全面、透明、多層次的觀測和推演視角。

技術領域

本發明屬于電力系統技術領域，具體為一種基于模型-數據混合驅動的含高比例新能源交直流混聯系統仿真建模方法。

背景技術

基于電網發展現狀及未來規劃，我國電力系統將在較長一段時間內，呈現出高比例新能源并網和交直流混聯輸電兩大重要特征與發展趨勢。一方面，風電、光伏等新能源機組出力具有隨機性、間歇性等固有特征；另一方面，高電壓等級、大容量電力電子器件的廣泛使用，以及直流閉鎖、母線開斷、機組跳閘等潛在故障將進一步增加電力系統運行方式的時變性、復雜性和不確定性，從而給電網安全穩定運行帶來巨大挑戰。

為實現對電力系統運行狀態的精準分析和快速評估，并對相關控制策略進行有效驗證，需要對實際物理電網進行精準建模，并盡可能最大程度地還原電力系統真實的運行狀態。

電力系統精準仿真建模是電網運行特征分析與控制策略驗證的重要基礎和有效工具。傳統電力系統仿真建模的主要思路是基于人造系統的基本物理原理，推導出電力系統的微分代數方程，并通過數字化建模方法最終得到基于知識驅動的數學模型。這種建模方法具有較為清晰的物理概念與數學邏輯，但在精準描述系統未建模動態和不確定信息等方面存在一定的局限性，尤其是在高比例新能源并網與交直流混聯輸電背景下，電力系統呈現出更加復雜的非線性和時變特性，而大量電力電子器件的規?；Ｒ泊嬖谝恍╇y以解決的問題。

因此，傳統仿真建模方法已無法完全滿足對新能源發電側以及直流輸電側動態特性進行精準實時刻畫的需求，亟需探索一種新型的數字仿真建模方法來進一步提升電力系統模型的準確性和有效性。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種含高比例新能源交直流混聯系統仿真建模方法，以解決傳統仿真建模方法已無法完全滿足對新能源發電側以及直流輸電側動態特性進行精準實時刻畫的需求的問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種含高比例新能源交直流混聯系統仿真建模方法，具體包括以下步驟：

S1：構建基于模型-數據混合驅動的MMC新型等效模型；

S2：構建基于數據驅動的新能源并網系統等效模型；

S3：將基于模型-數據混合驅動的MMC新型等效模型和基于數據驅動的新能源并網系統等效模型有效融合起來，得到基于模型-數據混合驅動的含高比例新能源交直流混聯系統仿真模型。

更進一步的，所述構建基于模型-數據混合驅動的MMC新型等效模型具體步驟如下：

S11：PWM環節數據收集；

S12：數據歸一化；

S13：第一訓練數據集；

S14：時間卷積神經網絡；

S15：基于數據驅動的PWM模型；

S16：基于數據驅動的PWM模型和PI控制環節線性化模型融合成基于模型-數據混合驅動的MMC新型等效模型。

更進一步的，所述構建基于數據驅動的新能源并網系統等效模型，具體步驟如下：

S21：新能源并網系統數據收集；

S22：數據歸一化；