一种交直流仿真测试系统的制作方法

本实用新型涉及电网测试技术领域，尤其是涉及一种交直流仿真测试系统。

背景技术：

数字仿真分析是研究电力系统特性的重要手段。随着电力系统规模日趋庞大、结构日趋复杂，搭建合适的测试系统模型，对测试系统进行仿真验证与仿真测试，可以有效地检验电网技术中的新元件、新算法与新程序的正确性和有效性。

现如今，电网系统的仿真模型有ieee9节点模型、cigrebenchmark模型等，其仅是针对单个的交流系统，或直流系统，无法对交直流大系统进行全面的测试仿真；而实际的交直流大系统，涉及元件模型众多，系统拓扑复杂，规模庞大，故对其进行仿真建模的数据工作量也极其庞杂。因此，现有的测试系统，无法全面地对交直流系统进行模拟，或者建模计算效率不高，不能有效地对交直流大系统中的各子系统模块的准确性与有效性进行全面的校核。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种能够准确且有效地反映各仿真元件模型、仿真算法或仿真程序的准确性和有效性的交直流仿真测试系统。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种交直流仿真测试系统，其包括：送端交流系统、受端交流系统与直流输电系统。

其中，所述送端交流系统，其包括送端火电机组模块与送端水电机组模块，且所述送端火电机组模块与所述送端水电机组模块均与所述直流输电系统连接。

所述受端交流系统，其包括受端火电机组模块、受端水电机组模块、接入所述受端火电机组模块的第一负荷模块与接入所述受端水电机组模块的第二负荷模块，且所述受端火电机组模块与所述受端水电机组模块均与所述直流输电系统连接。

作为上述方案的改进，所述送端火电机组模块与所述送端水电机组模块均与所述直流输电系统连接，其具体为：所述送端火电机组模块通过交流送端长线路与所述直流输电系统连接；所述送端水电机组模块通过交流送端长线路与所述直流输电系统连接。

作为上述方案的改进，所述受端火电机组模块与所述受端水电机组模块均与所述直流输电系统连接，其具体为：所述受端火电机组模块通过交流受端长线路与所述直流输电系统连接；所述受端水电机组模块通过交流受端长线路与所述直流输电系统连接。

作为上述方案的改进，所述受端火电机组模块与所述受端水电机组模块还通过交流受端短线路连接。

作为上述方案的改进，所述送端火电机组模块包括多台第一发电机和与所述第一发电机对应的第一升压变压器。

每台所述第一发电机和每台所述第一升压变压器均采用单元式接线连接。

作为上述方案的改进，所述送端水电机组模块包括多台第二发电机和与所述第二发电机对应的第二升压变压器。

每台所述第二发电机和每台所述第二升压变压器均采用单元式接线连接。

作为上述方案的改进，所述受端火电机组模块包括多台第三发电机和与所述第三发电机对应的第三升压变压器。

每台所述第三发电机和每台所述第三升压变压器均采用单元式接线连接。

作为上述方案的改进，所述受端水电机组模块包括多台第四发电机和与所述第四发电机对应的第四升压变压器。

每台所述第四发电机和每台所述第四升压变压器均采用单元式接线连接。

作为上述方案的改进，所述第一负荷模块包括不同比例的电动机负荷和静态zip负荷。

作为上述方案的改进，所述第二负荷模块包括不同比例的电动机负荷和静态zip负荷。

本实用新型实施例提供的交直流仿真测试系统，通过将送端交流系统与受端交流系统进行有效结合，同时辅以直流输电系统、变压器、考虑分布式参数的长线路、不考虑分布式参数的短线路、采用不同控制调节系统的火电机组、采用不同控制调节系统的水电机组等，可以有效地对复杂交直流大系统进行全面的模拟，通过计算其稳态和暂态响应，并对计算结果进行对比验证，使得可以对整个系统发生故障后的响应进行分析，从而对常规直流输电一次系统、发电机一次系统、常规直流输电的控制调节系统、发电机控制调节系统等模型的准确性进行全面校核；同时本实施例提供的交直流仿真测试系统，系统拓扑简单，建模难度低，可以有效地对复杂的交直流系统进行全面且准确的模拟。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种交直流仿真测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，可以在分布式计算环境中进行实践，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。此外，本实用新型可用于包括众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”及“第四”仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序或暗示相对的重要性。

本实用新型一实施例提供了一种交直流仿真测试系统，具体的，请参见图1，为本实用新型实施例提供的一种交直流仿真测试系统的结构示意图，其中，包括直流输电系统100、送端交流系统200与受端交流系统300。

在本实施例中，所述送端交流系统200，其包括送端火电机组模块201与送端水电机组模块202，且所述送端火电机组模块201与所述送端水电机组模块202均与所述直流输电系统100连接。

所述受端交流系统300，其包括受端火电机组模块304、受端水电机组模块306、接入所述受端火电机组模块304的第一负荷模块305与接入所述受端水电机组模块306的第二负荷模块307，且所述受端火电机组模块304与所述受端水电机组模块306均与所述直流输电系统100连接。

本实用新型实施例提供的交直流仿真测试系统，通过构建具有送端火电机组模块与送端水电机组模块的送端交流系统，将其通过直流输电系统和与之对应的受端交流系统进行连接，有效地模拟了交直流大系统，并通过调节具体的系统仿真参数，可对输电网络中的交直流换流输电、点对网交流输电、送端强系统对受端弱系统输电、送端弱系统对受端强系统输电等场景进行模拟测试，系统拓扑简单，建模难度低，可以有效地对复杂的交直流系统进行全面且准确的模拟。

需要说明的是，送端火电机组模块201、送端水电机组模块202内的机组数量和总容量应足够大，以提供足够大的短路容量，保证常规直流输电系统的稳定运行。受端火电机组模块304、受端水电机组模块306的机组数量和总容量应足够大，提供足够大的短路容量，保证常规直流输电系统的稳定运行。

优选地，在上述实施例中，所述送端火电机组模块201与所述送端水电机组模块202均与所述直流输电系统100连接，具体包括：

所述送端火电机组模块201通过交流送端长线路203与所述直流输电系统100连接；所述送端水电机组模块通过交流送端长线路204与所述直流输电系统100连接。

优选地，在上述实施例中，所述受端火电机组模块304与所述受端水电机组模块306均与所述直流输电系统100连接，具体包括：

所述受端火电机组模块304通过交流受端长线路301与所述直流输电系统100连接；所述受端水电机组模块306通过交流受端长线路302与所述直流输电系统100连接。

在本实施例中，交流送端长线路203、交流送端长线路204、交流受端长线路301与交流受端长线路302的长度较长，在仿真建模时，传输线的分布参数效应不能被忽略，其电气特性由单位线长上的分布电感、分布电容、分布电阻和分布电导来描述，这时传输线已与串联电感和电阻、并联电容和电导融为一体，需根据实际情况规划线路的分布参数效应。

优选地，在上述实施例中，所述受端火电机组模块304与所述受端水电机组模块306还通过交流受端短线路303连接。

在本实施例中，交流受端短线路303的长度较短，在仿真建模时，可将线路视为集中参数元件。

优选地，在上述实施例中，所述送端火电机组模块201包括多台第一发电机和与所述第一发电机对应的第一升压变压器，具体的，第一发电机包含适用于火电的不同类型的发电机、调速器和励磁系统等。

每台所述第一发电机和每台所述第一升压变压器均采用单元式接线连接。单元接线是最简单的接线。它的特点是几个元件直接单独链接，没有横向联系，接线清晰简单。第一发电机通过第一升压变压器升压后接入交流母线，交流母线接入交流送端长线路。

优选地，在上述实施例中，所述送端水电机组模块202包括多台第二发电机和与所述第二发电机对应的第二升压变压器，具体的，第二发电机包含适用于水电的不同类型的发电机、调速器和励磁系统等。

每台所述第二发电机和每台所述第二升压变压器均采用单元式接线连接。单元接线是最简单的接线。它的特点是几个元件直接单独链接，没有横向联系，接线清晰简单。第二发电机通过第二升压变压器升压后接入交流母线，交流母线接入交流送端长线路。

优选地，在上述实施例中，所述受端火电机组模块304包括多台第三发电机和与所述第三发电机对应的第三升压变压器，具体的，第三发电机包含适用于火电的不同类型的发电机、调速器和励磁系统等。

每台所述第三发电机和每台所述第三升压变压器均采用单元式接线连接。单元接线是最简单的接线。它的特点是几个元件直接单独链接，没有横向联系，接线清晰简单。第三发电机通过第三升压变压器升压后接入交流母线，交流母线接入交流受端长线路。

优选地，在上述实施例中，所述受端水电机组模块306包括多台第四发电机和与所述第四发电机对应的第四升压变压器，具体的，第四发电机包含适用于水电的不同类型的发电机、调速器和励磁系统等。

每台所述第四发电机和每台所述第四升压变压器均采用单元式接线连接。单元接线是最简单的接线。它的特点是几个元件直接单独链接，没有横向联系，接线清晰简单。第四发电机通过第四升压变压器升压后接入交流母线，交流母线接入交流受端长线路。

优选地，在上述实施例中，所述第一负荷模块305包括不同比例的电动机负荷和静态zip负荷，即恒功率负荷、恒阻抗负荷和恒电流负荷，从而可以对交直流系统进行更为准确的模拟仿真。

优选地，在上述实施例中，所述第二负荷模块306包括不同比例的电动机负荷和静态zip负荷，即恒功率负荷、恒阻抗负荷和恒电流负荷，从而可以对交直流系统进行更为准确的模拟仿真。

在本实施例中，优选的一种故障类型，在送端长线路203的近直流端设置永久或暂时性短路故障，观察对比送端火电机组模块201、送端水电机组模块202的有功、无功、电压、转速等响应情况，校核验证送端交流系统200模型的准确性。观察对比直流送端的有功功率、触发角、flc输出等响应情况，校核验证直流输电系统100模型的准确性。

在本实施例中，优选的一种故障类型，在受端长线路301的近直流端设置永久或暂时性短路故障，观察对比受端火电机组模块306、受端水电机组模块304的有功、无功、电压、转速等响应情况，校核验证受端交流系统300模型的准确性。观察对比直流受端的有功功率、触发角、flc输出等响应情况，校核验证直流输电系统100模型的准确性。

在本实施例中，优选的一种故障类型，在直流输电系统100设置单相闭锁故障，使得送端和受端交流系统功率发生剧烈变化。观察对比送端火电机组模块201、送端水电机组模块202、受端火电机组模块306、受端水电机组模块304的有功、无功、电压、转速等响应情况，校核验证送端交流系统200、受端交流系统300模型的准确性。观察对比直流受端的有功功率、触发角、flc输出等响应情况，校核验证直流输电系统模型的准确性。

优选地，本实施例提供的交直流仿真测试系统，也可用于不同仿真元件模型、算法或程序之间的对比验证，例如新开发的仿真程序的计算结果，与成熟的商业仿真软件的计算结果进行对比验证。计算校验的手段，主要包括稳态潮流校核和暂态响应校核。采用不同仿真算法或程序对测试系统进行建模仿真，对比稳态潮流结果，校核不同元件的静态模型的准确性，同时可对比算法之间的计算效率。对测试系统发生故障后的响应进行对比，从而对常规直流输电一次系统、发电机一次系统、常规直流输电的控制调节系统、发电机控制调节系统等模型的准确性进行全面校核。

本实用新型实施例提供的交直流仿真测试系统，通过将送端交流系统与受端交流系统进行有效结合，同时辅以直流输电系统、变压器、考虑分布式参数的长线路、不考虑分布式参数的短线路、采用不同控制调节系统的火电机组、采用不同控制调节系统的水电机组等，可以有效地对复杂交直流大系统进行全面的模拟，通过计算系统不同故障类型的稳态和暂态响应，并对计算结果进行对比验证，使得可以对整个系统发生故障后的响应进行分析，从而对常规直流输电一次系统、发电机一次系统、常规直流输电的控制调节系统、发电机控制调节系统等模型的准确性进行全面校核；同时本实施例提供的交直流仿真测试系统，系统拓扑简单，建模难度低，可以有效地对复杂的交直流系统进行全面且准确的模拟。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。