一种考虑配网零序的电磁暂态等效负荷建模方法及系统与流程

本发明涉及电力系统，并且更具体地，涉及一种考虑配网零序的电磁暂态等效负荷建模方法及系统。

背景技术：

1、自2000年以来，随着特高压电网的快速发展，电网呈现出交直流混联的显著特征；风电、光伏等清洁能源的大力发展使得我国电力系统走向以新能源为主体的新型电力系统发展方向。如何准确的认识和把握电网的机理、特性，关乎电网安全和运行效率，是电力系统发展规划、调度运行必须着重考虑的问题。电能生产、消费的同步性、实时性与电网安全的重要性，决定了不可能通过在实际电网中进行试验的方法认知电网特性，而只能依靠仿真手段。电力系统仿真的重要性不言而喻。

2、针对含超/特高压交直流输电系统、大规模新能源场站的双高电力系统规划、设计、建设和运行等不同阶段的仿真分析应用，通过电磁暂态全数字实时仿真装置进行电磁暂态全数字仿真、或接入直流极新能源控制保护装置进行数模混合仿真，是对电网特性研究的重要手段。通过上述仿真手段，可支撑跨区互联电网、交直流并联电网、多直流接入送/受端电网安全稳定运行、大规模新能源接入等电网重大关键工程及电网实际运行特性的研究工作。

3、日益电力电子化的新型电力系统，对于电磁暂态实时或离线仿真平台的精确性提出了更高的要求，主要体现在直流输电系统、新能源机组等电力电子设备对于系统电压波动的响应较为敏感，电网发生故障后电压波动仿真的准确性影响到直流是否发生换相失败、新能源机组能否正确响应等关键环节，进而对电网的整体暂态特性仿真结果产生影响。

4、在电磁暂态仿真实践中，受仿真规模限制，区域级电网电磁暂态仿真通常模拟至220kv/330kv网架，其余电压等级电网以电网负荷的形式相应等效至该电压等级。目前的电网负荷等效过程中，仅考虑了等效电网的正序分量部分，对于220kv/330kv以下电网的零序回路并未考虑，而通常110kv电压等级为中性点接地系统，因此目前的负荷等效方法对于零序回路存在模拟不准确的问题。由此带来的零序回路误差，将直接影响到电网不对称故障下，超/特高压直流是否发生换相失败、新能源是否脱网等暂态过程仿真的准确性，因此在电网中电力电子设备比例日益提高的条件下，原有负荷等效方法对于电网特性的仿真准确性存在必然的影响，因此有必要对于电磁暂态仿真的负荷零序支路等效模拟方法进行深入研究。

5、基于电网仿真实际需求及仿真手段现状，提出一种在电磁暂态仿真中考虑配网零序的负荷建模方法，以提高对于新型电力系统仿真精度。

技术实现思路

1、根据本发明，提供了一种考虑配网零序的电磁暂态等效负荷建模方法及系统，以解决目前的负荷等效方法对于零序回路存在模拟不准确的问题。由此带来的零序回路误差，将直接影响到电网不对称故障下，超/特高压直流是否发生换相失败、新能源是否脱网等暂态过程仿真的准确性的技术问题。

2、根据本发明的第一个方面，提供了一种考虑配网零序的电磁暂态等效负荷建模方法，包括：

3、对110kv电压等级的配网零序进行模拟；

4、确定110kv电压等级的零序参数，在电磁暂态等效负荷模型中，增加模拟配网零序的元件模型以及所述零序参数；

5、基于模拟配网零序的元件模型，以获取配网零序参数的典型值；

6、基于模拟配网零序的元件模型，以获取配网零序参数估算的基准值；

7、基于零序参数的典型值和配网零序参数估算的基准值，用于大规模电网电磁暂态自动建模应用及仿真研究。

8、可选地，确定110kv电压等级的零序参数，在电磁暂态等效负荷模型中，增加模拟配网零序的元件模型以及所述零序参数，包括：

9、收集和分析配网数据，确定110kv电压等级的零序参数；

10、在电磁暂态等效负荷模型中，增加模拟配网零序的元件模型以及零序参数，其中元件模型包括对地电容元件、对地电感元件，以及对地电阻元件；

11、其中对地电容元件和对地电感元件同时仅能有一个元件生效，生效元件可由用户设置，对地电阻元件用于模拟110kv线路的对地电导参数。

12、可选地，基于模拟配网零序的元件模型，以获取配网零序参数的典型值，包括：

13、通过机电暂态程序的静态等值程序，针对多个不同电网数据，分别计算多台220kv/330kv主变送出的110kv线路电纳及电导的总体等值参数，对出现概率最大的数值，作为配网零序参数的典型值或默认值。

14、可选地，基于模拟配网零序的元件模型，以获取配网零序参数估算的基准值，包括：

15、对于每台主变送出的110kv线路电纳及电导的总体等值参数，分别计算其与主变送入110kv线路有功功率的比值，归纳总结其概率分布，对于出现概率最大的数值，作为配网零序参数估算的基准值。

16、可选地，基于零序参数的典型值和配网零序参数估算的基准值，用于大规模电网电磁暂态自动建模应用及仿真研究，包括：

17、将零序部分的电阻参数r、电感参数l、电容参数c按照零序参数的典型值自动设定；

18、根据等效负荷的有功功率数值乘以配网零序的基准参数的公式，由模型自动计算每个负荷点的配网零序电阻参数r、电感参数l、电容参数c。

19、根据本发明的另一个方面，还提供了一种考虑配网零序的电磁暂态等效负荷建模系统，包括：

20、模拟配网零序模块，用于对110kv电压等级的配网零序进行模拟；

21、增加元件模型模块，用于确定110kv电压等级的零序参数，在电磁暂态等效负荷模型中，增加模拟配网零序的元件模型以及所述零序参数；

22、获取典型值模块，用于基于模拟配网零序的元件模型，以获取配网零序参数的典型值；

23、获取基准值模块，用于基于模拟配网零序的元件模型，以获取配网零序参数估算的基准值；

24、暂态仿真研究模块，用于基于零序参数的典型值和配网零序参数估算的基准值，用于大规模电网电磁暂态自动建模应用及仿真研究。

25、可选地，增加元件模型模块，包括：

26、收集分析配网数据子模块，用于收集和分析配网数据，确定110kv电压等级的零序参数；

27、增加元件模型子模块，用于在电磁暂态等效负荷模型中，增加模拟配网零序的元件模型以及零序参数，其中元件模型包括对地电容元件、对地电感元件，以及对地电阻元件；

28、其中对地电容元件和对地电感元件同时仅能有一个元件生效，生效元件可由用户设置，对地电阻元件用于模拟110kv线路的对地电导参数。

29、可选地，获取典型值模块，包括：

30、获取典型值子模块，用于通过机电暂态程序的静态等值程序，针对多个不同电网数据，分别计算多台220kv/330kv主变送出的110kv线路电纳及电导的总体等值参数，对出现概率最大的数值，作为配网零序参数的典型值或默认值。

31、可选地，获取基准值模块，包括：

32、获取基准值子模块，用于对于每台主变送出的110kv线路电纳及电导的总体等值参数，分别计算其与主变送入110kv线路有功功率的比值，归纳总结其概率分布，对于出现概率最大的数值，作为配网零序参数估算的基准值。

33、可选地，暂态仿真研究模块，包括：

34、设定参数子模块，用于将零序部分的电阻参数r、电感参数l、电容参数c按照零序参数的典型值自动设定；

35、计算配网零序参数子模块，用于根据等效负荷的有功功率数值乘以配网零序的基准参数的公式，由模型自动计算每个负荷点的配网零序电阻参数r、电感参数l、电容参数c。

36、从而，可以提高交直流大电网电磁暂态仿真精度，可应用于现有电力系统全数字实时仿真软件的完善，提高相应国产软件及装置的仿真精度及市场销售额；应用本专利成果完善后的仿真软件，应用于含新能源及直流输电系统的新型电网仿真分析，可提升超/特高压直流换相失败过程、新能源机组暂态响应的仿真精确性，为新型电力系统的规划、设计、建设和运行提供更精确的仿真结果，具有良好的经济及社会效益。