一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法
【专利摘要】本发明属于电力系统领域，具体涉及一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法。本发明在待研究直流近区建立等值小系统，并搭建其电磁暂态模型；针对待研究故障通过电磁暂态仿真得到直流功率外特性曲线，并用阶梯曲线进行拟合；在大电网中多个切负荷操作模拟，并在相同故障下进行仿真分析。本发明可运用于电力系统的理论研究、仿真分析和运行控制中，将电磁暂态仿真提供的直流外特性曲线与大电网机电暂态仿真有机结合，可有效对含直流系统的大电网进行仿真分析，解决了直流机电暂态模型难以准确模拟直流动态响应特性的难题，利于系统分析、运行人员掌握含直流系统的大电网运行特性，提高电网安全稳定运行水平。
【专利说明】一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电カ系统领域，具体涉及ー种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法。
【背景技术】
[0002]高压直流输电技术由于具有功率调节灵活、两端系统不必同步、输电距离远、传输容量大等优点，在我国电网中得到越来越多的应用。对含直流的大电网进行有效的仿真分析，成为ー项重要工作。
[0003]直流由于含有大量电カ电子器件，需要采用电磁暂态模型对其进行精确的建模仿真。进行电磁暂态仿真时，受计算规模限制，需要对大电网进行等值简化，降低了计算分析的准确性。另ー种方法是建立直流的机电暂态近似模型，对全网进行机电暂态仿真。这种方法的不足是在某些エ况下直流的响应特性与实际模型差别较大。采用电磁暂态ー机电暂态混合仿真，既可考虑直流内部的快速暂态过程，又不需对大电网进行等值，可有效提高仿真准确性。但目前エ业界缺乏实用化的电磁暂态-机电暂态混合仿真程序。在基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法方面，目前国内外尚未见相关的报道。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法，本发明的方法可有效对含直流系统的大电网进行仿真分析，解决了直流机电暂态模型难以准确模拟直流动态响应特性的难题，利于系统分析、运行人员掌握含直流系统的大电网运行特性，提高电网安全稳定运行水平。
[0005]本发明的目的是采用下述技术方案实现的:
[0006]本发明提供一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤:
[0007]步骤A:在大电网机电暂态模型中，保留待研究直流近区系统，对电网其余部分进行戴维南等值，建立等值小系统；
[0008]步骤B:搭建等值小系统的电磁暂态模型，待研究直流采用详细控制模型；
[0009]步骤C:针对待研究故障，对等值小系统进行电磁暂态仿真，得到待研究直流的功率外特性曲线；
[0010]步骤D:修改大电网机电暂态模型，用恒功率负荷模型代替待研究直流模型，调整大电网运行方式，使其与电磁暂态仿真中的等值小系统一致；
[0011]步骤E:对待研究直流的功率外特性曲线进行小步长采样，用阶梯曲线拟合；
[0012]步骤F:针对拟合曲线的每个阶梯均设置ー个切负荷操作，在与步骤C相同故障下对大电网进行机电暂态仿真分析。
[0013]进ー步地，所述步骤A中，在大电网机电暂态模型中，以待研究直流的换流母线为中心，保留近区多级出线，在边界母线处对处多级出线的电网其余部分进行戴维南等值，建立包含直流近区系统和戴维南等值电源的等值小系统。
[0014]进ー步地，所述步骤B中，搭建等值小系统的电磁暂态模型；其中，电磁暂态模型中的线路、发电机、变压器、低压电容器和低压电抗器交流设备采用实测參数，若无实测參数则根据机电暂态模型中的设备型号、參数选取典型电磁暂态參数；待研究直流采用详细控制模型，该模型由厂家进行封装，是ー个供电磁暂态仿真程序调用的模块。
[0015]进ー步地，所述步骤C中，待研究直流的功率外特性曲线即为在待研究故障扰动下通过电磁暂态仿真得到的直流有功功率和无功功率曲线。
[0016]进ー步地，所述步骤D中，用恒功率负荷模型代替待研究直流模型，恒功率负荷的功率表示含滤波器的直流系统与换流母线的功率交換，以流出换流母线为正方向，恒功率负荷模型用下述表达式组表示:
【权利要求】
1.一种基于直流外特性拟合的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤A:在大电网机电暂态模型中，保留待研究直流近区系统，对电网其余部分进行戴维南等值，建立等值小系统； 步骤B:搭建等值小系统的电磁暂态模型，待研究直流采用详细控制模型； 步骤C:针对待研究故障，对等值小系统进行电磁暂态仿真，得到待研究直流的功率外特性曲线； 步骤D:修改大电网机电暂态模型，用恒功率负荷模型代替待研究直流模型，调整大电网运行方式，使其与电磁暂态仿真中的等值小系统一致； 步骤E:对待研究直流的功率外特性曲线进行小步长采样，用阶梯曲线拟合； 步骤F:针对拟合曲线的每个阶梯均设置ー个切负荷操作，在与步骤C相同故障下对大电网进行机电暂态仿真分析。
2.如权利要求1所述的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述步骤A中，在大电网机电暂态模型中，以待研究直流的换流母线为中心，保留近区多级出线，在边界母线处对处多级出线的电网其余部分进行戴维南等值，建立包含直流近区系统和戴维南等值电源的等值小系统。
3.如权利要求1所述的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述步骤B中，搭建等值小系统的电磁暂态模型 ；其 中，电磁暂态模型中的线路、发电机、变压器、低压电容器和低压电抗器交流设备采用实测參数，若无实测參数则根据机电暂态模型中的设备型号、參数选取典型电磁暂态參数；待研究直流采用详细控制模型，该详细控制模型由厂家进行封装，是ー个供电磁暂态仿真程序调用的模块。
4.如权利要求1所述的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述步骤C中，待研究直流的功率外特性曲线即为在待研究故障扰动下通过电磁暂态仿真得到的直流有功功率和无功功率曲线。
5.如权利要求1所述的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述步骤D中，用恒功率负荷模型代替待研究直流模型，恒功率负荷的功率表示含滤波器的直流系统与换流母线的功率交換，以流出换流母线为正方向，恒功率负荷模型用下述表达式组表示:
6.如权利要求1所述的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述步骤E中，对待研究直流的功率外特性曲线进行小步长采样，用阶梯曲线拟合，功率外特性曲线用下述表达式组表不:
7.如权利要求1所述的大电网仿真分析方法，其特征在于，所述步骤F中，针对拟合曲线的每个阶梯均设置ー个切负荷操作，表达式组如下:
【文档编号】G06F17/50GK103605871SQ201310641764
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】张健, 刘明松, 王 琦, 王建明, 吴萍, 何剑 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院