[发明专利]一种直流配电网数模混合仿真方法和系统

说明书

本发明提出了一种直流配电网数模混合仿真方法和系统，在获取的拓扑结构中识别直流配电网中易于进行实时数字仿真的元器件和易于进行物理模拟仿真的元器件；并将两部分分别输入预先构建的直流配电网数模混合仿真模型的实时数字仿真模型部分物理模型部分和模拟仿真模型部分，然后通过该混合仿真模型的数模混合实时仿真接口进行混合仿真。解决了不同应用场景下，多电压等级直流配电网拓扑结构种类多样、运行方式改变后功率扰动大、关键核心装备升级换代快，仿真缺乏灵活性和精确性等问题。

技术领域

本发明所属技术领域为数字仿真领域，尤其是涉及一种直流配电网数模混合仿真方法和系统。

背景技术

随着可再生能源并网技术的大规模应用，现有交流配电网正面临分布式发电接入规模化、用电需求定制化、潮流协调控制复杂化等多方面的巨大挑战，传统的交流配电网逐渐显示出其在接纳新能源能力、改善电能质量等方面的不足。

直流配电网具有灵活性与高效性的优点，不存在无功环流及功角稳定等问题，可提升配电网接纳新能源、分布式电源及多元化负荷的能力，优化配电网网架结构，提升供电可靠性水平。因此，从结构上改变配电网的联络和供电方式成为一种新的趋势。上世纪90年代，ABB公司推出了HVDC-light直流输电技术，开辟直流输电的新纪元，成功应用于海上风电并网，随后在现代城市直流配电网中得以推广应用，被视为未来城市配电网的发展趋势。

在直流配电网中一直都以电压稳定控制、灵活功率调节、组网协调运行为目标，因此在基于虚拟直流电机技术开发高频链直流变压器，并通过构建基于虚拟直流电机技术的直流配电网中，对模块化高频链直流变压器的各方面性能进行仿真和验证也是必不可少的关键环节，其中包括装置效率、可靠性、响应速度以及功率调节能力的仿真与验证。在此基础上发现存在问题，进而优化直流变压器关键元器件参数、改进控制方法，提高变压器的综合性能。而且不同应用场景下，多电压等级直流配电网拓扑结构种类多样、运行方式改变后功率扰动大、关键核心装备升级换代快，进而导致仿真缺乏灵活性和精确性等问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，亟需设计一种可以进行灵活拓扑改变的综合仿真验证手段，将直流配电网实时数字仿真的规模优势和物理仿真的全态特性充分结合，本发明提出一种直流配电网数模混合仿真方法，其特征在于，包括：

获取直流配电网拓扑结构，在拓扑结构中识别直流配电网拓扑结构中易于进行实时数字仿真的元器件和直流配电网拓扑结构中易于进行物理模拟仿真的元器件；

将易于进行实时数字仿真的元器件数据输入预先构建的直流配电网数模混合仿真模型的实时数字仿真模型部分；

将易于进行物理模拟仿真的元器件数据输入预先构建的直流配电网数模混合仿真模型的物理模拟仿真模型部分；

基于所述实时数字仿真部分和物理模拟仿真部分通过预先构建的直流配电网数模混合仿真模型的数模混合实时仿真接口进行，混合仿真。

优选的，所述直流配电网数模混合仿真模型的实时数字仿真模型部分，包括：

利用直流变压器模拟器，用于模拟对所述直流配电网的直流变压器进行仿真；

利用保护系统模拟器，用于模拟对所述直流变压器控制保护系统进行仿真；

利用交流系统模拟器，用于模拟对所述直流变压器控制保护系统所关联的交流系统进行仿真；

将所述直流变压器模拟器、所述保护系统模拟器和所述交流系统模拟器采用通过所述直流配电网的拓扑结构连接。

优选的，所述物理模拟仿真模型部分的构建包括：

基于相似理论为易于进行物理仿真的元器件构建模拟器。

优选的，所述基于相似理论为易于进行实时物理仿真的元器件构建模拟器，包括：