[发明专利]用于柔性直流交流电网联合仿真的多速率仿真方法及系统

说明书

本发明涉及一种用于柔性直流交流电网联合仿真的多速率仿真方法及系统，建立基于多速率的含VSC的大型交直流混联电网的电网模型；根据电网模型建立小步长VSC模型；对小步长VSC模型与交流系统仿真接口进行仿真；基于简化离散牛顿法计算小步长电压源换流器VSC模型。该方法可对柔性直流系统和交流系统采用不同仿真步长，直流部分步长可变，最低可小至0.0001s，交流网络采用机电暂态的典型步长。交流网络以线性插值方式向VSC提供信息；VSC注入交流电网使用多个时步的平均功率。使用多速率仿真可提高具有不同仿真步长模型的大型电网的计算效率；用简化离散牛顿法改善VSC大功率注入交流电网引起的交替迭代收敛性问题。

技术领域

本发明涉及一种电力系统暂态分析计算方法，具体涉及一种用于柔性直流交流电网联合 仿真的多速率仿真方法及系统。

背景技术

电压源型换流器高压直流(Voltage Source Converter-High Voltage DirectCurrent, VSC-HVDC)优良的运行特性，必然成为未来超大规模电网重要的输电设备。建构具有足够精 度和计算速度的VSC-HVDC机电暂态模型，以支持大规模电网稳定分析是未来电网安全运行 的基础。

VSC机电暂态模型是电磁暂态模型的简化，目前研究集中在2方面。一是依靠大型机电 暂态仿真软件的自定义功能建模，如文献基于NETOMAC、文献基于PSASP、文献基于PSS/E。 这种模型通常忽略大量细节，保留换流阀、控制系统和直流线路的动态。另一是建立比较实 用的VSC-HVDC和直流电网机电模型，有文献介绍了可适应任意直流网拓扑的VSC-HVDC动态 模型；有文献描述了风电接入直流电网的模型；有文献给出了实用的基于小步长和准稳态换 流阀的VSC-HVDC机电暂态模型；有文献列出了具有不同详细程度的基于基波平均值换流阀 模型的VSC-HVDC机电暂态模型。但上述文献均未给出适用于大规模电网仿真的具有足够精 度和可靠性VSC-HVDC机电暂态模型。通过检索，未发现有相关专利申请。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种用于柔性直流交流电网联合仿 真的多速率仿真方法及系统，该方法对VSC换流阀和直流电网采用与交流网络不同的仿真步 长保证计算精度和大电网中的计算效率；用简化离散牛顿法法改善VSC换流站功率注入大规 模交流电网带来的收敛性问题。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种柔性直流-交流电网的仿真方法，其改进之处在于，所述方法包括：

建立基于多速率的含VSC的大型交直流混联电网的电网模型；

根据电网模型建立小步长VSC模型；

对小步长VSC模型与交流系统仿真接口进行仿真；

基于简化离散牛顿法计算小步长电压源换流器VSC模型。

进一步地，所述建立基于多速率的含VSC的大型交直流混联电网的电网模型如下式(1)～ (6)所示：

0＝A_s(x_s,y_s,G_s(y_f),z_s,t) (2)

0＝L_s(x_s,y_s,z_s,t) (3)

0＝A_f(x_f,G_f(y_s),y_f,z_f,t) (5)