[发明专利]一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法

说明书

本发明涉及一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法,通过对研究的电力系统网络划分为机电暂态网络与电磁暂态网络，分别建立各网络的仿真模型，根据分频阻抗补偿接口算法，建立机电‑电磁暂态网络的接口等值模型，建立了相应的数据转换模型与交互方式，采用实时数字仿真器实现机电‑电磁暂态实时混合仿真。本发明提出的方法能够有效反映机电暂态网络的高频特性以及动接口交互动态特性，同时通过引入接口延时阻抗补偿，减小接口交互延时，提高了机电‑电磁暂态混合仿真的准确性、精确性。同时也为建立大规模机电‑电磁暂态混合实时仿真系统提供了一种解决方法。

技术领域

本发明属于电力系统暂态数字仿真技术领域，尤其涉及一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法。

背景技术

随着大量的电力电子设备(特别是大量可再生能源发电设备)接入到电网中，使得电网运行特性和控制特性变得非常复杂，电力系统的强非线性特性日益突出。电力系统发展的新趋势对于电力系统仿真技术提出了更高的要求，即在仿真过程中既可以仿真大规模互联网络的机电暂态过程也可以模拟局部快速变化的电力电子装置的电磁暂态过程。电磁暂态仿真精度高，但是受限于规模和仿真计算速度，不适合用于大规模的电力系统的仿真。通常对于整个大系统，保留关心部分(指的是希望详细了解暂态过程的部分)的网络元件，其他部分网络元件用网络等值来表示，再进行电磁仿真，达到减少计算量的目的。而机电-电磁暂态混合仿真技术克服了纯机电暂态仿真与纯电磁暂态仿真技术的固有缺陷，实现了两者的优势互补，能够对于大型电力电子器件的局部网络进行精确仿真，又可以考虑其相连的交流电网的暂态特性。

在电力系统机电-电磁暂态混合仿真中，由于机电暂态仿真与电磁暂态仿真在模型建立、仿真步长以及计算算法方面的差异，采用传统的诺顿-戴维南等值接口电路时，机电暂态系统常规进行戴维南等值，常规戴维南等值方法不能精确表示机电暂态侧的高频响应，也无法模拟接口处的波形畸变对于电磁侧系统产生的影响。由于电力系统中各种新型电力电子设备装置的广泛应用，谐波问题成为了一个无法忽视的问题。在当前电力电子化的电力系统背景下，机电-电磁暂态混合仿真中如果不考虑机电网络的谐波特性会影响电磁侧仿真计算的精度，甚至会影响整个大电网的计算可信度。

目前常规戴维南等值方法无法体现机电网络高频特性，且随着越来越多的电力电子设备在电网中的应用，该方法无法体现更快速的暂态过程。需要进行高频网络补偿；同时在进行分网混合仿真时由于交互延时的影响，也会对机电-电磁暂态混合仿真的精度产生影响，需要进行低频网络补偿。故提出一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，能够既体现机电网络高频特性，又能反映系统的快速暂态交互过程，而且对于混合仿真交互延时做出补偿，降低延时影响，提高仿真精度。

发明内容

本发明的目的提出一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法,传统机电-电磁暂态混合仿真采用常规等值方法时未考虑机电暂态网络的高频特性，从而影响电磁侧仿真计算的精度，需要进行高频网络补偿。且采用传统戴维南-诺顿等值接口模型无法体现系统的动态交互特性。另外由于在仿真中机电系统与电磁系统分不同系统各自仿真，交互机制上存在延时，需要进行低频网络补偿。本发明通过基于分频阻抗补偿的接口方法，能够有效补偿机电暂态网络的高频特性以及接口交互延时误差，解决传统接口算法无法反应机电暂态网络高频特性的问题与仿真系统间交互延时误差问题。提高机电-电磁暂态混合仿真的准确性、精确性，拓展了混合仿真的应用领域。

本发明的技术方案是；本发明基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法。包括以下步骤：

一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、划分机电暂态网络与电磁暂态网络的范围，具体是将需要重点关注研究的含有快速电磁暂态响应的电力电子设备的关键区域作为电磁暂态网络，非关键区域的系统网络作为机电暂态网络；