CN111404151A - 一种交直流大电网频率仿真反演方法和相关装置 - Google Patents

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朱益华
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Abstract

本申请公开了一种交直流大电网频率仿真反演方法和相关装置，通过构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型，利用文件数据库服务器存储的发电机出力数据和负荷数据作为目标控制值，对RTDS仿真模型进行仿真，得到仿真频率仿真结果，实现了RTDS实时仿真交直流大电网的频率仿真，解决了利用RTDS实现交直流大电网的频率仿真反演的技术问题。

Description

一种交直流大电网频率仿真反演方法和相关装置
技术领域
本申请涉及电力仿真技术领域，尤其涉及一种交直流大电网频率仿真反演方法和相关装置。
背景技术
电力系统仿真是研究电力系统动态行为的重要手段之一，相应的仿真工具也越来越成熟，如RTDS、PSCAD/EMTDC等。RTDS是电磁暂态实时仿真工具，其优势在于仿真步长相对较小，可以精确仿真电力系统的电磁暂态过程，往往用于小电网的仿真，在用在交直流大电网仿真的场景也只见用于分析电网故障的暂态过程，并没有利用RTDS实现交直流大电网的频率仿真反演上的应用。然而，对交直流大电网进行频率仿真反演，对保障电网的安全稳定运行起着重要的作用。
发明内容
本申请提供了一种交直流大电网频率仿真反演方法和相关装置，用于解决利用RTDS实现交直流大电网的频率仿真反演的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种交直流大电网频率仿真反演方法，交直流大电网频率仿真反演方法在RTDS工作站中执行，包括：
构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型；
连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，所述电力数据包括发电机出力数据和负荷数据；
将所述RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制所述RTDS仿真器运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，所述发电机出力控制目标值和所述负荷控制目标值为所述文件数据库服务器中所述目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据；
获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。
可选地，还包括：
将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为手动控制模式；
控制所述RTDS仿真器中运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到手动输入的发电机出力控制目标值和负荷控制目标值；
获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第二仿真结果。
可选地，还包括：
从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，将所述电力数据整合成同一时标对齐的数据文件，存储至文件数据库服务器。
本申请第二方面提供了一种交直流大电网频率仿真反演装置，交直流大电网频率仿真反演装置在RTDS工作站中运行，包括：
仿真模型构建模块，用于构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型；
第一配置模块，用于连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，所述电力数据包括发电机出力数据和负荷数据；
第一仿真模块，用于将所述RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制所述RTDS仿真器运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，所述发电机出力控制目标值和所述负荷控制目标值为所述文件数据库服务器中所述目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据；
第一获取模块，用于获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。
可选地，还包括：
第二配置模块，用于将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为手动控制模式；
第二仿真模块，用于控制所述RTDS仿真器中运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到手动输入的发电机出力控制目标值和负荷控制目标值；
第二获取模块，用于获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第二仿真结果。
可选地，还包括：
预处理模块，用于从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，将所述电力数据整合成同一时标对齐的数据文件，存储至文件数据库服务器。
本申请第三方面提供了一种交直流大电网频率仿真反演设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行第一方面任一种所述的交直流大电网频率仿真反演方法。
本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行第一方面任一种所述的交直流大电网频率仿真反演方法。
本申请第五方面提供了一种包括指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面任一种所述的交直流大电网频率仿真反演方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请中提供了一种交直流大电网频率仿真反演方法，交直流大电网频率仿真反演方法在RTDS工作站中执行，包括：构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型；连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，电力数据包括发电机出力数据和负荷数据；将RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制RTDS仿真器运行RTDS仿真模型，使得发电机模型和负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，发电机出力控制目标值和负荷控制目标值为文件数据库服务器中目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据；获取RTDS仿真器生成的RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。本申请中提供的交直流大电网频率仿真反演方法，通过构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型，利用文件数据库服务器存储的发电机出力数据和负荷数据作为目标控制值，对RTDS仿真模型进行仿真，得到仿真频率仿真结果，实现了RTDS实时仿真交直流大电网的频率仿真，解决了利用RTDS实现交直流大电网的频率仿真反演的技术问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种交直流大电网频率仿真反演方法的一个流程示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种交直流大电网频率仿真反演装置的一个结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供了一种交直流大电网频率仿真反演方法的一个实施例，交直流大电网频率仿真反演方法在RTDS工作站中执行，包括：
步骤101、构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型。
需要说明的是，本申请实施例中，首先在RTDS工作站中构建与目标仿真反演电网对应的RTDS仿真模型，RTDS仿真模型包含有发电机模型和负荷模型。
步骤102、连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，电力数据包括发电机出力数据和负荷数据。
需要说明的是，将RTDS工作站与存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器连接，并将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式。由于内部参数控制只能够设置一个恒定的参考值，无法实现动态控制，因此，需要将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，在外部参数控制模式下，可以通过外部控制，实现随时间变化的动态控制。
还需要说明的是，在步骤102之前，可以先执行步骤100。
步骤100、从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，将电力数据整合成同一时标对齐的数据文件，存储至文件数据库服务器。
需要说明的是，在实际电网运行过程中，将实际电网运行数据保存到电网调度系统中，因此，可以从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，为保证反演的动态过程的完整性，需要将目标仿真反演时段内的电力数据整合成一个在同一时标对齐的数据文件，将该数据文件存储在文件数据库服务器中。
步骤103、将RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制RTDS仿真器运行RTDS仿真模型，使得发电机模型和负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，发电机出力控制目标值和负荷控制目标值为文件数据库服务器中目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据。
需要说明的是，在RTDS仿真器中运行RTDS仿真模型，在RTDS仿真模型运行过程中，RTDS仿真模型的发电机模型和负荷模型分别从文件数据库服务器中获取目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据，作为发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，相当于RTDS仿真模型中的发电机和负荷由实际电网的发电机出力曲线和负荷曲线来控制。
步骤104、获取RTDS仿真器生成的RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。
需要说明的是，RTDS仿真器在仿真运行过程中，会同步生成电网仿真频率，因此，只要获取RTDS仿真器生成的RTDS仿真模型的电网仿真频率即可得到频率仿真结果。
本申请实施例中提供的交直流大电网频率仿真反演方法，通过构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型，利用文件数据库服务器存储的发电机出力数据和负荷数据作为目标控制值，对RTDS仿真模型进行仿真，得到仿真频率仿真结果，实现了RTDS实时仿真交直流大电网的频率仿真，解决了利用RTDS实现交直流大电网的频率仿真反演的技术问题。
进一步地，在RTDS仿真模型仿真过程中，可能需要分析调节发电机或负荷对频率的影响，需要对发电机出力控制目标值和负荷控制目标值进行调节，基于此，还可以进行步骤105至步骤107。
步骤105、将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为手动控制模式。
步骤106、控制RTDS仿真器中运行RTDS仿真模型，使得发电机模型和负荷模型分别获取到手动输入的发电机出力控制目标值和负荷控制目标值。
步骤107、获取RTDS仿真器生成的RTDS仿真模型的电网仿真频率第二仿真结果。
需要说明的是，在手动控制模式下，可以通过人工调节发电机模型和负荷模型的发电出力值和负荷值，得到电网仿真频率仿真结果，从而分析发电机和负荷对电网频率的影响。
为了便于理解，请参阅图2，本申请提供了一种交直流大电网频率仿真反演装置的实施例，交直流大电网频率仿真反演装置在RTDS工作站中运行，包括：
仿真模型构建模块，用于构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型。
第一配置模块，用于连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，电力数据包括发电机出力数据和负荷数据。
第一仿真模块，用于将RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制RTDS仿真器运行RTDS仿真模型，使得发电机模型和负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，发电机出力控制目标值和负荷控制目标值为文件数据库服务器中目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据。
第一获取模块，用于获取RTDS仿真器生成的RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。
进一步地，还包括：
第二配置模块，用于将RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为手动控制模式。
第二仿真模块，用于控制RTDS仿真器中运行RTDS仿真模型，使得发电机模型和负荷模型分别获取到手动输入的发电机出力控制目标值和负荷控制目标值。
第二获取模块，用于获取RTDS仿真器生成的RTDS仿真模型的电网仿真频率第二仿真结果。
进一步地，还包括：
预处理模块，用于从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，将电力数据整合成同一时标对齐的数据文件，存储至文件数据库服务器。
本申请中提供了一种交直流大电网频率仿真反演设备的实施例，设备包括处理器以及存储器：
存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器用于根据程序代码中的指令执行前述的交直流大电网频率仿真反演方法实施例中的任一种交直流大电网频率仿真反演方法。
本申请中提供了一种计算机可读存储介质的实施例，计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行前述的交直流大电网频率仿真反演方法实施例中的交直流大电网频率仿真反演方法。
本申请中提供了一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行前述的交直流大电网频率仿真反演方法实施例中的交直流大电网频率仿真反演方法。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机系统(可以是个人计算机，服务器，或者网络系统等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种交直流大电网频率仿真反演方法，其特征在于，交直流大电网频率仿真反演方法在RTDS工作站中执行，包括：
构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型；
连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，所述电力数据包括发电机出力数据和负荷数据；
将所述RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制所述RTDS仿真器运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，所述发电机出力控制目标值和所述负荷控制目标值为所述文件数据库服务器中所述目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据；
获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。
2.根据权利要求1所述的交直流大电网频率仿真反演方法，其特征在于，还包括：
将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为手动控制模式；
控制所述RTDS仿真器中运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到手动输入的发电机出力控制目标值和负荷控制目标值；
获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第二仿真结果。
3.根据权利要求1所述的交直流大电网频率仿真反演方法，其特征在于，还包括：
从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，将所述电力数据整合成同一时标对齐的数据文件，存储至文件数据库服务器。
4.一种交直流大电网频率仿真反演装置，其特征在于，交直流大电网频率仿真反演装置在RTDS工作站中运行，包括：
仿真模型构建模块，用于构建目标仿真反演电网的RTDS仿真模型；
第一配置模块，用于连接存储有目标仿真反演时段内的电力数据的文件数据库服务器，并将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为外部参数控制模式，所述电力数据包括发电机出力数据和负荷数据；
第一仿真模块，用于将所述RTDS仿真模型发送至RTDS仿真器，控制所述RTDS仿真器运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到发电机出力控制目标值和负荷控制目标值，所述发电机出力控制目标值和所述负荷控制目标值为所述文件数据库服务器中所述目标仿真反演时段内的发电机出力数据和负荷数据；
第一获取模块，用于获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第一仿真结果。
5.根据权利要求4所述的交直流大电网频率仿真反演装置，其特征在于，还包括：
第二配置模块，用于将所述RTDS仿真模型中的发电机模型和负荷模型配置为手动控制模式；
第二仿真模块，用于控制所述RTDS仿真器中运行所述RTDS仿真模型，使得所述发电机模型和所述负荷模型分别获取到手动输入的发电机出力控制目标值和负荷控制目标值；
第二获取模块，用于获取所述RTDS仿真器生成的所述RTDS仿真模型的电网仿真频率第二仿真结果。
6.根据权利要求4所述的交直流大电网频率仿真反演装置，其特征在于，还包括：
预处理模块，用于从电网调度系统调取目标仿真反演时段内的电力数据，将所述电力数据整合成同一时标对齐的数据文件，存储至文件数据库服务器。
7.一种交直流大电网频率仿真反演设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-3任一项所述的交直流大电网频率仿真反演方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-3任一项所述的交直流大电网频率仿真反演方法。
9.一种包括指令的计算机程序产品，其特征在于，当其在计算机上运行时，使得所述计算机执行权利要求1-3任一项所述的交直流大电网频率仿真反演方法。
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