[發明專利]一種電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真方法

在審

• 申請號: 202210598090.3
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114912289A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 馬駿超;彭琰;王晨旭;韋徵;王偉;鄧小君;茹心芹;王彤;曾雨竹;黃全全;楊冬梅
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/04
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 李萌;張建青

本發明為一種電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真方法，屬于新能源電磁暫態建模與仿真領域，針對不同電磁暫態建模之間兼容性、通用性、可拓展差的問題，采用技術方案如下：一種電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真方法，包括如下步驟：S1，搭建新能源發電系統電磁暫態仿真模型；S2，建立具有Interface模型接口模塊的數據轉換系統；S3，在仿真時間內，在每一個仿真步長中交互一次數據，實現聯合同步仿真。本申請能夠基于公共的新能源發電系統一次主電路實現對新能源發電系統二次控制部分的特性開展測試，同時亦可實現不同新能源電磁暫態模型跨平臺互聯互通以及聯合運行，為大規模新能源發電系統的集群仿真提供技術支撐。

技術領域

本發明屬于新能源電磁暫態建模與仿真領域，特別涉及一種電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真方法。

背景技術

大規模新能源發電系統存在間歇性、波動性和不確定性特點，大規模并網時將對電網潮流分布及電壓分布產生較大影響，電網電能質量及安全運行面臨新挑戰。因此，針對新能源發電系統的電磁暫態建模與仿真分析，是分析和刻畫大規模新能源接入對電網穩定影響的重要技術手段。

現階段針對新能源發電系統的電磁暫態建模主流平臺包括MATLAB、PSCAD等，新能源發電系統二次控制電磁暫態模型與一次主電路(含電網架構)電磁暫態模型均擁有各自專業的仿真工具，且控制多基于Matlab平臺搭建實現，Matlab在電力物理系統動態行為在時間上是連續的，可用一組微分方程來表示，通過電力系統仿真工具可對系統當前狀態進行相對精確的估計。電力規劃運行測試單位多基于PSCAD平臺搭建含有新能源一次主電路的場站或電網模型，信息通信系統是離散系統，采用離散時間仿真工具建模，通過離散狀態模型對網絡參數和事件進行描述。

現有面向新能源發電系統的電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真的研究，存在以下問題：①電力規劃運行測試單位多基于PSCAD平臺搭建含有新能源一次主電路的場站或電網模型，新能源發電系統的二次控制部分各廠家不同，且控制多基于Matlab平臺搭建實現，電力規劃運行測試單位不關心新能源二次控制的具體實現，并且電網仿真中涉及的新能源設備廠家眾多，不同區域電網仿真涉及的廠家控制邏輯不同，仿真平臺兼容性、通用性、可拓展性均較差，統一建模工作量大、效率低，不切實際。②跨平臺聯合仿真過程中，不同電磁暫態平臺難以實現電氣物理量與功率開關管脈沖控制信號的時序同步。如何實現基于不同平臺構建的新能源發電系統電磁暫態模型互聯互通以及交互運行，跨平臺的新能源發電系統電磁暫態融合建模技術亟待解決。

發明內容

針對不同電磁暫態建模之間兼容性、通用性、可拓展差的問題，本發明的目的在于提供一種面向新能源發電系統的電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真方法，實現對不同開發者構建的新能源發電系統二次控制部分的電磁暫態模型進行匯集，并基于公共的新能源發電系統一次主電路實現對新能源發電系統二次控制部分的特性開展測試，同時亦可實現不同新能源電磁暫態模型跨平臺互聯互通以及聯合運行，為大規模新能源發電系統的集群仿真提供技術支撐，實現基于不同平臺構建的新能源發電系統電磁暫態模型互聯互通以及交互運行，以解決現有技術中存在的兼容性、通用性、可拓展差的問題。

本發明采用技術方案如下：一種電磁暫態模型跨平臺聯合建模及仿真方法，包括如下步驟：

S1，搭建新能源發電系統電磁暫態仿真模型：

S1.1，基于PSCAD/EMTDC軟件，建立新能源發電系統一次主電路電磁暫態模型；

S1.2，基于MATLAB軟件，建立新能源發電系統二次控制部分電磁暫態模型；

S2，基于PSCAD/EMTDC軟件和MATLAB軟件，建立具有Interface模型接口模塊的數據轉換系統；

S3，在仿真時間內，在每一個仿真步長中交互一次數據，實現聯合同步仿真：