[发明专利]一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置

说明书

本发明涉及一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置，所述方法包括将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。本发明提供的技术方案，减弱了由于解耦后的物理仿真系统和控制信息仿真系统进行通信时产生的时延造成的数值振荡，充分发挥了CPU并行计算的性能，加快了仿真速度，为大规模有源配电网仿真提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及配电网暂态仿真技术领域，具体涉及一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置。

背景技术

分布式发电及其系统集成技术研究应用进展快速，作为集中式发电的有效补充，分布式发电技术有重要作用。然而，大规模多种类分布式电源的并网运行必将对配网系统的动态特性、电能质量、电压与频率调节以及保护等方面产生诸多影响。详细了解各种分布式电源在系统不同运行方式及运行状态下的动态响应特性有重要意义，而分布式发电系统是多环节相互耦合的强非线性动力学系统，其动态特性是各元件在各个时间尺度上动态特性的叠加，这为分布式发电微网系统动态特性的分析带来了较大困难。分布式发电系统不仅包含传统的一次系统电力系统，随着配电网自动化有源化发展，还包含二次控制信息系统，控制一次侧出力频率调控等。然而，关于控制信息系统的仿真存在以下问题1)由于控制信息系统具有复杂的动态过程，难以对其实现统一建模和一体化仿真；2)将已有的仿真工具联合使用，造成数据传递、同步和协调上的困难。

暂态仿真是了解分布式发电微网系统中快动态过程的重要手段，也是揭示系统中各种暂态相关问题的基础，具有十分重要的理论意义与工程应用价值。然而对于分布式发电系统暂态仿真而言，计算速度是需要考虑的一个重要问题。一方面，分布式发电微网系统的时间尺度跨度大，为了保证仿真结果的精度及算法的数值稳定性，通常限制系统中快动态过程的时间常数确定仿真步长的上限，此时全面反映系统在各个时间尺度下动态过程的全部特征可能会导致难以忍受的计算时间；另一方面，分布式电源种类的多样性、控制信息系统的复杂性等因素也使得分布式发电系统计算求解的复杂程度堪比大电网。

发明内容

本发明提供一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置，其目的是为了更快速准确的了解大规模分布式发电的内部动态特性以及外部电网产生的影响，减弱由于解耦后的物理仿真系统和控制信息仿真系统进行通信时产生的时延造成的数值振荡，采用将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统，分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真，加快了仿真速度，保证仿真精度抑制数值振荡，为大规模有源配电网仿真提供技术支撑。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种面向大规模分布式发电的仿真方法，其改进之处在于，所述方法包括：

将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；

分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。

优选的，所述将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统，包括：

利用分布参数模型对分布式发电仿真系统进行解耦，获取分布式发电系统中物理仿真系统和控制信息仿真系统。

优选的，所述分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真，包括：

a.设置计算仿真时间t＝0，步长序数n＝0，仿真步长Δt和仿真终了时刻；

b.分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行一个仿真步长的仿真，判断仿真时间是否达到仿真终了时刻，若是，输出仿真结果，否则执行步骤c；

c.t＝t+Δt，n＝n+1，判断n是否小于3，若是，则返回步骤b，否则执行步骤d；

d.预测下一个仿真步长的物理仿真系统的输出值，并对其进行校正；