[发明专利]一种含分布式电源配电网的小步长暂态仿真方法及系统

说明书

本发明提供一种含分布式电源配电网的小步长暂态仿真方法及系统，方法包括将配电网中的各装置划分为低精度要求单元及高精度要求单元；对低精度要求单元中的各部件采用基于FPGA的小步长的数字暂态仿真；对高精度要求单元中的各部件采用物理真型或等比例缩小的物理单元进行模拟。系统包括配电网数字模型单元及配电网物理真型单元。本发明提出的方法及系统实现了与实际时钟同步的仿真，其建模速度快、经济；参数调整方便；能对复杂配电网进行仿真，能够准确地模拟电力系统元件的动态过程，直观且可靠地反映系统运行状况，实现了实时数字仿真与物理模的优势互补的结合，实现了硬件设备在环的配电网小步长暂态实时仿真。

技术领域

本发明涉及配电网暂态技术领域，具体涉及一种含分布式电源配电网的小步长暂态仿真方法及系统。

背景技术

近年来，随着供电需求增长及配电网技术的发展，配电网规模不断扩大、结构日益复杂，其规模大、节点多、设备杂、运行方式多的特点日益突出。同时，可再生能源、新能源技术发展与投入力度的加大，在配电网侧，大量的分布式电源、微电网、大容量充电器、储能系统等接入配电网，运行方式日益复杂，配电网结构和参数具有明显的独特性、不对称性和多元性。配电网暂态仿真是提高运行能力，分析决策的有力工具。

现阶段的配电网暂态仿真方法主要有两种：配电网物理仿真和配电网全数字暂态仿真。物理仿真是采用实际的物理真型设备或者等比例缩小的物理设备进行仿真模拟的过程，仿真结果精细、可信度高，但缺点是受限于仿真规模，周期长，硬件设备往往比较昂贵，维护和操作难度较大；配电网全数字暂态仿真成本低，计算迅速，耗时短，可以仿真较大规模的配电网网络，但是由于仿真对象复杂性的限制，仿真计算结果的准确性不如物理仿真，精度不够，同时，由于配电网本身具有规模大、设备类型、结构与参数具有不对称等特点，以及含复杂控制策略的分布式电源接入，导致配电系统暂态实时仿真的实现较为困难。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种含分布式电源配电网的小步长暂态仿真方法及系统，该方法及系统实现了与实际时钟同步的仿真，其建模速度快、经济；参数调整方便；能对复杂配电网进行仿真，能够准确地模拟电力系统元件的动态过程，直观且可靠地反映系统运行状况，实现了实时数字仿真与物理模的优势互补的结合，实现了硬件设备在环的配电网小步长暂态实时仿真。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种含分布式电源配电网的小步长暂态仿真方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1.将配电网中的各装置划分为低精度要求单元及高精度要求单元；

步骤2.对所述低精度要求单元中的各部件采用基于FPGA的小步长的数字暂态仿真；

步骤3.对所述高精度要求单元中的各部件采用物理真型或等比例缩小的物理单元进行模拟。

优选的，所述步骤1，包括：

将配电网中的各装置划分为低精度要求单元及高精度要求单元；

所述低精度要求单元中包括所述配电网中的变压器、馈线、变电站、线路、馈线、若干变电站构成的供电区域及含高频开关信号的电力电子接口分布式电源；

所述高精度要求单元中包括所述配电网中的光伏单元、风电单元、整流负荷、燃气轮机、UPQC、充电桩、储能单元、小水电装置及燃料电池。

优选的，所述步骤2，包括：

2-1.建立所述配电网的配电网数字模型；

2-2.采用模型分解技术，对所述配电网数字模型进行分割，得到各配电网分区；

2-3.各所述配电网分区均采用FPGA分块计算方法进行系统级并行加速。

优选的，所述2-2，包括：