[发明专利]一种基于虚拟线路补偿的数模混合仿真功率接口算法

权利要求书

1.一种基于虚拟线路补偿的主动配电网数模字物理混合仿真功率接口等效拓扑，其特征在于，定义：

数字侧电压为U₁，物理侧电压为U₂，Z₁和Z₂分别为数字侧和物理侧的等效阻抗。基于替代定理将物理侧在数字侧等效为受控电流源，数字侧在物理侧等效为受控电压源；在数字侧和物理侧之间存在一条虚拟线路，线路阻抗为Z^*，线路上会产生虚拟电流I^*和虚拟功率S^*。受控电压源输出电流I₂，控制信号为U₁经一个传输延迟得到。物理侧实际流过电流为I₂′，同时I₂′为物理侧受控电流源的控制信号。

2.一种基于虚拟线路补偿的主动配电网数模字物理混合仿真功率接口算法，其特征在于，所述算法包含以下两部分：

稳定性补偿及延时补偿策略。稳定性对数字侧受控电流源控制信号进行补偿，以提升混合仿真系统稳定性；延时补偿根据虚拟线路上流过的虚拟功率对系统进行补偿，以提升混合仿真系统的精确性。两者优势互补，共同提升混合仿真系统的稳定性及精确性。

3.根据权利要求2所述的算法，其中稳定性补偿，特征在于：

线路首末端电压分别为U₁和U₂，线路阻抗为Z^*。由于两端电压差的存在，线路上会产生虚拟电流I^*和虚拟功率S^*。

加入虚拟线路后受控源电流源输出电流I₁(s)与流过数字侧阻抗的电流I₁′(s)、受控电压源输出电流I₂(s)与流过物理侧阻抗的电流I₂′(s)不再相等，具体数量关系为

受控电流源的控制量I₂(s)由变为

I₁(s)＝I₂′(s)＝I₂(s)+I^*(s) (2)

其中

引入虚拟线路后接口稳定条件为

令s＝jw则数字侧、物理侧及虚拟线路阻抗值分别为

稳定条件可转化为以下三种情况：

1)当|Z₁(s)|＜|Z₂(s)|时，稳定条件为

(R^*-a)²+(R^*-b)²＜0 (6)

2)当|Z₁(s)|＞|Z₂(s)|时，稳定条件为

(R^*+a)²+(R^*+b)²＞0 (7)

3)当|Z₁(s)|＝|Z₂(s)|时，只要满足R^*＞0、X^*＞0即可保持稳定。其中

应将虚拟阻抗设置为稳定范围内的最大值。但在进行主动配电网混合仿真时，往往需要在多种工况间进行切换，为保证系统在切换前后及过程中一直保持稳定，接口需要拥有较大的稳定裕度，因此虚拟线路阻抗的取值Z^*应满足

其中Z₁^*，Z₂^*，Z_n^*分别为n种不同工况下，各自稳定范围内的最大取值。