CN115173467A - 风电场经柔性直流并网仿真系统、方法及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及电力系统实时仿真,公开了一种风电场经柔性直流并网仿真系统、方法及存储介质。本发明中的风电场经柔性直流并网仿真系统包括风场仿真模块,包括风机模型和风机电路倍乘模型,所述风机电路倍乘模型用于通过将所述风机模型的输出数据进行倍乘,模拟风电场输出数据,所述风电场包括N个并联的风机,其中,N为大于1的整数;输电仿真模块,包括柔性直流输电模型和交流电网模型,用于对所述风场仿真模块进行输电;所述输电仿真模块和所述风场仿真模块用于在预设风速下,对风电场经柔性直流并网的稳定运行状态进行仿真。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电力系统实时仿真领域,特别涉及一种风电场经柔性直流并网仿真系统、方法及存储介质。
背景技术
新能源发电比例不断提高,而其中风电最具规模和开发潜能,已经成为世界上发展最为迅速的可再生能源。随着“碳达峰,碳中和”目标的提出,我国已将风电纳入国家能源发展战略,未来风电将在全国发电量中所占比重越来越大,并逐步取代传统的化石能源,成为经济发展重要的能源供应品种之一。风能的开发利用,对促进经济的可持续发展和解决能源危机问题有重要的战略价值。
风电场一般建在远离负荷中心的地方,工程中采用基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的柔性直流输电技术将电能传输到负荷中心,随着MMC电压等级和输电能力的不断提高,风电并网的规模也越来也大。
然而,风电经柔直并网的研究尚处于起步阶段,针对稳态控制策略、系统故障穿越策略的研究较少。风电经直流系统并网后不仅要求风机本身具有故障穿越能力,对直流系统也提出了相同的要求。正常运行时,柔性直流换流站为风电场提供稳定的电压,在风电场侧严重故障时,换流站达到饱和状态,失去对控制目标的控制作用,严重影响系统设备的安全。因此开展风电经柔直并网系统的稳态控制、故障穿越策略的研究很有必要,这对于降低风电机组脱网风险、促进新能源有效利用和消纳具有重要的意义。由于成本和消耗等问题,在对风电经柔直并网的控制策略研究中,采用基于模型的仿真测试方法是必要的,而现有风电经柔直并网仿真模型在风电场规模较大时建模效率低,模型复杂度较高,难以满足研究需求。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种风电场经柔性直流并网仿真系统、方法及存储介质,使得能够较为有效地建立大规模风电场经柔直并网仿真模型并完成实时仿真。
为解决上述技术问题,本发明的实施方式提供了一种风电场经柔性直流并网仿真系统,包括:
风场仿真模块,包括风机模型和风机电路倍乘模型,所述风机电路倍乘模型用于通过将所述风机模型的输出数据进行倍乘,模拟风电场输出数据,所述风电场包括N个并联的风机,其中,N为大于1的整数;
输电仿真模块,包括柔性直流输电模型和交流电网模型,用于对所述风场仿真模块进行输电;
所述输电仿真模块和所述风场仿真模块用于在预设风速下,对风电场经柔性直流并网的稳定运行状态进行仿真。
本发明的实施方式还提供了一种风电场经柔性直流并网仿真方法,包括:
建立风机模型和风机电路倍乘模型,设置并联的风机的个数N;
建立柔性直流输电模型和交流电网模型并启动;
基于所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型建立直流电压;
所述直流电压稳定后,基于所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型建立交流电压;
启动所述风机模型和所述风机电路倍乘模型,并将风机模型和所述风机电路倍乘模型接入所述柔性直流输电模型;
通过所述风机模型接收用户输入的风速值,根据所述风速值仿真风电场经柔性直流并网的稳定运行状态。
本发明的实施方式还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述风电场经柔性直流并网仿真方法。
本发明实施方式相对于现有技术而言,通过构造风机电路倍乘模型,将风机模型的输出数据进行倍乘,模拟风电场的相关数据,使得建模仿真过程中仅需精细构造一台风机模型,基于单个风机模型就可简洁快速地实现对于大规模风电场的仿真模拟,降低模型复杂度,提高建模及实时仿真效率。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本发明的实施方式提供的风电场经柔性直流并网仿真系统模块图;
图2是根据本发明的实施方式涉及的风机电路倍乘模型模块图;
图3是根据本发明的实施方式涉及的风电场经柔性直流并网仿真系统联合仿真结构图;
图4(a)是根据本发明的实施方式涉及的交流线路解耦前的等效电路图;
图4(b)是根据本发明的实施方式涉及的交流线路解耦后的等效电路图;
图5是根据本发明的实施方式涉及的电感解耦等效模型图;
图6是根据本发明的实施方式涉及的电感解耦后的电感第一侧等效电路和电感第二侧等效电路图;
图7是根据本发明的实施方式涉及的RT-LAB接口模型示意图;
图8是根据本发明的实施方式涉及的Hypersim接口模型示意图;
图9是根据本发明的实施方式涉及的风电场经柔性直流并网模型的电路拓扑图;
图10是根据本发明的实施方式涉及的风电场经柔性直流并网仿真方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便,不应对本发明的具体实现方式构成任何限定,各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
当前,风电并网的规模越来越大。在大规模风电并网系统相关研究中,稳态控制和故障穿越最为重要。稳态控制策略是指当系统出现紧急状态后,通过执行各种紧急控制措施,使系统恢复到正常运行状态下的控制策略。风力发电机组故障穿越问题是指当电力系统事故或扰动引起并网点电压或频率超出标准允许的正常运行范围时,在一定的电压或频率范围及其持续时间间隔之内,风电机组能够按照标准要求保证不脱网连续运行,且平稳过渡到正常运行状态的一种能力。柔性直流(MMC-HVDC)即基于电压源换流器的高压直流输电,风电经柔直并网的研究尚处于起步阶段,针对稳态控制策略、系统故障穿越策略的研究较少,而在此类研究中采用建模方法进行仿真测试是必要的。
针对以上问题,本发明的实施方式涉及一种风电场经柔性直流并网仿真系统,具体结构如图1所示,包括:
风场仿真模块101,包括风机模型102和风机电路倍乘模型103。
具体地说,风机电路倍乘模型103用于通过将风机模型102的输出数据进行倍乘,模拟风电场输出数据,其中,风电场包括N个并联的风机,N为大于1的整数。
其中,风机模型102可采用各类建模平台进行搭建,本领域技术人员所熟知,可采用现有的仿真建模软件,按照常规方法进行精细构建,具体建模过程和模型结构在此不再赘述。将风机模型102的输出数据输入风机电路倍乘模型103,通过风机电路倍乘模型103将数据进行倍乘,即可基于单个风机模型模拟风电场输出数据。
其中,风机模型102包含了数字控制模块。
在一个例子中,风机模型102和风机电路倍乘模型103可基于RT-LAB建立。
输电仿真模块104,包括柔性直流输电模型105和交流电网模型106。
具体地说,输电仿真模块104用于对所述风场仿真模块进行输电。
其中,柔性直流输电模型105包含了数字控制模块,与风机模型102连接,能够实现风机的正常并网运行。
在一个例子中,柔性直流输电模型105和交流电网模型106可基于Hypersim建立。
输电仿真模块104和风场仿真模块101用于在预设风速下,对风电场经柔性直流并网的稳定运行状态进行仿真。
在一个例子中,风机模型102的输出数据为电流数据,风机电路倍乘模型103通过电流注入方式实现风机功率倍乘,如图2所示,具体包括:
并网控制模块201,用于根据控制指令控制电流源模块202接入风机模型。
电流源模块202,包括多个受控电流源,与风机模型对应的多个接口并联。
在一个例子中,风机模型出口侧具有A、B、C三个接口,设置三个受控电流源与A、B、C三相并联。
台数设置模块203,用于设置并联的风机的个数N,以及接收风机模型的电流数据。
在一个例子中,如图2中所示,通过I_35接口接收风机模型的电流数据,通过BCMU端口对风机个数N进行设置,实现多台风机并联场景,模拟大规模风电场。
滤波电路模块204,用于对电流数据进行滤波。
在一个例子中,风机模型102和柔性直流输电模型105通过交流线路连接。
实时仿真系统是一种全新的基于模型的工程设计应用平台,其中包括半实物仿真系统软件与实时仿真机。研发工程师可以在实时仿真系统平台上实现工程项目的设计、实时仿真、快速原型、集成测试与硬件在回路测试的整套解决方案。
在一个例子中,风电场经柔性直流并网仿真系统采用联合仿真的形式搭建,如图3所示,即风场仿真模块101和输电仿真模块104基于不同的实时仿真平台建立,并在不同的实时仿真机中运行。
具体地说,风机模型102和风机电路倍乘模型103基于第一上位机中的风电场实时仿真平台建立,风场仿真模块101包括第一上位机和与第一上位机相连的实时仿真机,柔性直流输电模型105和交流电网模型106基于第二上位机中的输电线路实时仿真平台建立,输电仿真模块104包括第二上位机和与所述第二上位机相连的实时仿真机。
具体地说,实时仿真机包括CPU和FPGA,用于下载并实时运行模型。本实施方式中的风机模型102、风机电路倍乘模型103、柔性直流输电模型105和交流电网模型106均在实时仿真机的CPU单元实时运行。两台实时仿真机通过光纤互联,在每个仿真步长内通过光口进行一次数据交互。
在一个例子中,如图3所示。风电场实时仿真平台选择RT-LAB,输电线路实时仿真平台选择Hypersim。第一上位机和实时仿真机,与第二上位机和实时仿真机之间均采用UDP/IP协议,实现模型仿真的控制,包括模型编译,下载,节点分配,仿真执行,停止等操作。两台光纤互联的实时仿真机采用aurora协议进行数据传输,在每个仿真步长Ts内数据交互一次,从而保证了两个仿真平台之间的同步。
在一个例子中,为了实现系统模型在两台实时仿真机上同步运行,需要对线路进行解耦,并保证数据交互的实时性与准确性。选择风机模型与柔性直流输电模型连接处的交流线路作为解耦点,采用交流输电线路的延时特性实现线路的解耦和数据交互。
其中,交流线路解耦的原理是利用输电线路的波导时延特性。一条输电线路可以拆分成两个独立的电流注入二端口网络,这个线路称为分布参数线(DistributedParameters Line,DPL)。在高频工作下,传输线的分布参数效应不能被忽略,其电气特性由单位线长上的分布电感、分布电容、分布电阻和分布电导来描述,这时传输线已与串联电感和电阻、并联电容和电导融为一体,利用传输线的分布参数特性所组成的电路就称为分布参数电路。
在一个例子中,可采用Bergeron分布参数模型进行等效。由分布参数输电线路的微分方程就可推导出典型的输电线路的Bergeron模型。Bergeron法的核心是把分布参数元件等值为集中参数元件,以便用比较通用的集中参数的数值求解法来计算线路上的波过程。输电线路的Bergeron等效电路如图4所示。
在进行线路解耦时,可将系统或者线路的电感进行解耦,其等效电路如图5所示。其中,K和R为电感等效后得到的运算值,根据仿真步长Ts和进行等效前原本的电抗值L进行运算得到。
基于联合仿真的需要,对风机模型与柔性直流输电模型连接处的交流线路进行解耦,将交流线路中的电感L分为两部分,即电感第一侧等效电路和电感第二侧等效电路,分别在不同的实时仿真机中运行。电感第二侧等效电路接收电感第一侧等效电路输出的第一混合信号,并将根据第一混合信号得到的第二混合信号返回至电感第一侧等效电路。
在一个例子中,采用Bergeron分布参数模型进行等效,解耦后的电感等效电路图如图6所示。图6中,虚线左侧为电感第一侧等效电路,虚线右侧为电感第二侧等效电路,分别在两台实时仿真机中运行。其中,K1、K2、R1和R2为电感解耦等效后得到的运算值,由于将电感进行均分,故此处某一侧运算值均为前述等效电路中的K和R的一半,即:
其中,Ts为仿真步长,L为进行等效前原本的电抗值,K1、K2、R1和R2为电感等效后得到的运算值。
在一个例子中,风电场实时仿真平台选择RT-LAB,输电线路实时仿真平台选择Hypersim。基于电感解耦的原理,分别在RT-LAB和Hypersim中搭建接口等效电路。RT-LAB模型的接口电路如下图7所示,Hypersim模型的接口电路如下图8所示。其中,sa、sb、sc、ra、rb、rc均为传输信号,通过模型中的接口进行传输。
在一个例子中,RT-LAB将接口输出的sa、sb、sc信号从相连的实时仿真机的光口发送出去。Hypersim从相连的实时仿真机的光口接收该信号并输入给接口模型,同时将产生的信号ra、rb、rc返回给RT-LAB,两组数据通过aurora协议进行交互,实现了RT-LAB中模型与Hypersim中模型的同步运行。
在一个例子中,采用如图6所示的电感等效电路时,sa、sb、sc信号均为第一混合信号,是一种电流和电压的混合运算信号,ra、rb、rc信号均为第二混合信号,是基于第一混合信号得到的电流和电压的混合运算信号。RT-LAB将接口输出的三组第一混合信号从相连的实时仿真机的光口发送出去。Hypersim从相连的实时仿真机的光口接收三组第一混合信号并分别通过三个接口输入给接口模型,同时将产生的三组第二混合信号返回给RT-LAB,两组数据通过aurora协议进行交互。
在一个例子中,采用Bergeron分布参数模型进行等效,基于如图6所示的电路结构,第一混合信号和第二混合信号分别为:
S1=K1 I1+V1:
S2=K2 I2+V2;
其中,S1为第一混合信号,I1为电感第一侧等效电路中的电流,V1为电感第一侧等效电路中的电压,S2为第二混合信号,I2为电感第二侧等效电路中的电流,V2为电感第二侧等效电路中的电压。
在一个例子中,风场仿真模块还包括第一开关,输电仿真模块还包括:第一变压器、第二开关、第一换流器、第二换流器、第三开关和第二变压器。风电场经柔性直流并网的电路拓扑结构如图9所示。其中,风电场WF(Wind Farm,WF)通过第一开关K1与交流线路分布参数线DPL相连,并经第一变压器T1与第一换流器MMC1连接,通过直流线路CP(Constantparameter,CP)将功率传输给第二换流器MMC2,第二换流器MMC2经第二变压器T2将电能反馈给交流电网AC。
MMC(modular multilevel converter,模块化多电平换流器)最早由R.Marquardt教授于2001年提出,由多个结构相同的子模块(Sub-module,SM)级联构成。子模块的结构可以分为半H桥型、全H桥型和双箝位型子模块型三种。模块化多电平换流器(modularmultilevel converter MMC)已经展现出极其重要的工程应用前景,已成为柔性直流输电系统的首选换流器拓扑。
在一个例子中,在实时仿真机中运行模型时,MMC1和MMC2的阀体在FPGA中仿真,其余的一次回路及交流电网均在CPU中仿真。
在一个例子中,风电场WF的总功率为1000MW,单台风机的功率为5WM。风机模型和风机电路倍乘模型在实时仿真机的CPU核中运行。可选地,每个CPU核中仿真10台风机模型,其中一台为详细风机模型,其余9台通过倍乘电路实现,即通过一个风机模型和将风电场中风机个数设置为9的风机电路倍乘模型实现对10台风机的建模仿真,总计使用20个CPU核来模拟1000MW的风场模型。
值得一提的是,本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块,在实际应用中,一个逻辑单元可以是一个物理单元,也可以是一个物理单元的一部分,还可以以多个物理单元的组合实现。此外,为了突出本发明的创新部分,本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入,但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。
本发明的实施方式,通过构造风机电路倍乘模型,将风机模型的输出数据如电流数据依照风电场规模进行倍乘,即可模拟风电场的相关输出数据,因此在实际对风电场经柔性直流并网仿真建模过程中,仅需精细构造一台风机模型,基于单个风机模型就可实现对于大规模风电场的仿真模拟,大幅度降低模型复杂度,提高建模及实时仿真效率。
本发明的实施方式还涉及一种风电场经柔性直流并网仿真方法,具体流程如图10所示,包括:
S1001、建立风机模型和风机电路倍乘模型,设置并联的风机的个数N。
具体地说,按照前述方法中的风机模型和风机电路倍乘模型结构进行模型搭建,并在风机电路倍乘模型中设置风电场规模,即并联的风机个数N。
在一个例子中,按照如图9所示的电路拓扑结构完成模型建立,则还包括建立第一开关K1,与风机模型相连。
在一个例子中,采用联合仿真的形式进行建模仿真,则建立模型时还包括设置电感第一侧等效电路。
在一个例子中,采用如图2所示的风机电路倍乘模型结构,通过BCMU端口对风机个数N进行设置,实现多台风机并联场景,模拟大规模风电场。
在一个例子中,在RT-LAB上搭建1000MW风机模型,通过风机模型和风机电路倍乘模型实现,即建立一个风机模型和将风电场中风机个数设置为9的风机电路倍乘模型实现对10台风机的建模仿真,随后将模型下载至实时仿真机中,在实时仿真机的每个CPU核中实时运行,总计使用20个CPU核来模拟1000MW的风场模型。
S1002、建立柔性直流输电模型和交流电网模型并启动。
具体地说,按照前述方法中的柔性直流输电模型和交流电网模型进行模型搭建,并实时运行。
在一个例子中,在Hypersim上搭建柔性直流输电模型和交流电网模型,并下载至实时仿真机中实时运行。
在一个例子中,采用联合仿真的形式进行建模仿真,则柔性直流输电模型和交流电网模型基于与风机模型和风机电路倍乘模型不同的实时仿真平台建立,则建立模型时还包括设置电感第二侧等效电路。
在一个例子中,如图9所示,建立模型时还包括设置第一变压器T1、第二开关K2、第一换流器MMC1、第二换流器MMC2、第三开关K3和第二变压器T2。
在一个例子中,按照如图9所示的电路拓扑结构完成模型建立,电感第二侧等效电路与第一变压器的一端相连,第一变压器另一端通过第二开关连接第一换流器,柔性直流输电模型一端连接第一换流器,另一端连接第二换流器的一端,第二换流器另一端通过第三开关连接第二变压器的一端,第二变压器另一端连接交流电网模型。
S1003、基于所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型建立直流电压。
具体地说,通过电路的设置,首先在模型电路中建立直流电压。
在一个例子中,实时运行的模型具备如图9所示的拓扑结构。启动RT-LAB中的模型,并启动Hypersim中的模型后,将K3闭合,则MMC2换流站开始充电,当则MMC2换流站充电完成后,MMC2换流站解锁,建立直流电压。
S1004、所述直流电压稳定后,基于所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型建立交流电压。
在一个例子中,当直流电压稳定后,MMC1换流站解锁,将K2闭合,建立交流电压。最后K1闭合,RT-LAB风机模型接入Hypersim柔直与交流电网系统。
S1005、启动所述风机模型和所述风机电路倍乘模型,并将风机模型和所述风机电路倍乘模型接入所述柔性直流输电模型。
在一个例子中,将K1闭合,则RT-LAB中的风机模型和风机电路倍乘模型接入Hypersim中的柔性直流输电模型。
S1006、通过所述风机模型接收用户输入的风速值,根据所述风速值仿真风电场经柔性直流并网的稳定运行状态。
在一个例子中,在进行仿真测试的过程中,RT-LAB实时地将接口信号sa、sb、sc通过相连接的实时仿真机的光口传输给Hypersim中的模型,Hypersim中的模型收到sa、sb、sc信号后输入给Hypersim接口电路,同时将ra、rb、rc信号通过相连的实时仿真机的光口返回给RT-LAB中的模型。
在一个例子中,逐步调节风速到额定值时,风电场输出总功率1000MW,通过柔性直流输电线路并入交流电网,实现系统的稳定运行。具体地说,可接收用户输入的风速值,对风电场经柔性直流并网在指定风速值下的稳定运行状态进行仿真模拟。
上面各种方法的步骤划分,只是为了描述清楚,实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分,分解为多个步骤,只要包括相同的逻辑关系,都在本专利的保护范围内;对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计,但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
不难发现,本风电场经柔性直流并网仿真系统方法为与风电场经柔性直流并网仿真系统相对应的方法实施例,本实施方式可与前述风电场经柔性直流并网仿真系统互相配合实施。前述说明中提到的相关技术细节在此处的风电场经柔性直流并网仿真方法中依然有效,为了减少重复,这里不再赘述。相应地,本风电场经柔性直流并网仿真方法中提到的相关技术细节也可应用在前述风电场经柔性直流并网仿真系统的构建过程中。
本发明的实施方式还涉及一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即,本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机,芯片等)或处理器(processor)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(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施方式是实现本发明的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,包括:
风场仿真模块,包括风机模型和风机电路倍乘模型,所述风机电路倍乘模型用于通过将所述风机模型的输出数据进行倍乘,模拟风电场输出数据,所述风电场包括N个并联的风机,其中,N为大于1的整数;
输电仿真模块,包括柔性直流输电模型和交流电网模型,用于对所述风场仿真模块进行输电;
所述输电仿真模块和所述风场仿真模块用于在预设风速下,对风电场经柔性直流并网的稳定运行状态进行仿真。
2.根据权利要求1所述的风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,所述风机模型的输出数据为电流数据,所述风机电路倍乘模型包括:并网控制模块、电流源模块、台数设置模块和滤波电路模块;
所述台数设置模块连接所述滤波电路模块,所述滤波电路模块另一端连接所述并网控制模块,所述并网控制模块的另一端与所述电流源模块相连;
其中,所述并网控制模块用于根据控制指令控制所述电流源模块接入所述风机模型;
所述电流源模块包括多个受控电流源,与所述风机模型对应的多个接口并联;
所述台数设置模块用于设置所述并联的风机的个数N,以及接收所述风机模型的所述电流数据;
所述滤波电路模块用于对所述电流数据进行滤波。
3.根据权利要求1所述的风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,所述风机模型和所述柔性直流输电模型通过交流线路连接;
所述风场仿真模块还包括电感第一侧等效电路,所述输电仿真模块还包括电感第二侧等效电路;所述电感第一侧等效电路和所述电感第二侧等效电路为对所述交流线路中的电感进行解耦获得的两部分等效电路;
所述电感第二侧等效电路接收所述电感第一侧等效电路输出的第一混合信号,并将根据所述第一混合信号得到的第二混合信号返回至所述电感第一侧等效电路。
4.根据权利要求3所述的风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,所述交流线路采用Bergeron分布参数模型进行等效;
所述第一混合信号为基于Bergeron分布参数模型的所述电感第一侧等效电路中电流和电压的运算信号;所述第二混合信号为基于Bergeron分布参数模型的所述电感第二侧等效电路中电流和电压的运算信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,
所述风机模型和所述风机电路倍乘模型基于第一上位机中的风电场实时仿真平台建立,所述风场仿真模块包括所述第一上位机和与所述第一上位机相连的实时仿真机;
所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型基于第二上位机中的输电线路实时仿真平台建立,所述输电仿真模块包括所述第二上位机和与所述第二上位机相连的实时仿真机;
其中,所述实时仿真机包括CPU和FPGA,用于下载并实时运行模型,两台所述实时仿真机通过光纤互联,在每个仿真步长内通过光口进行一次数据交互,所述数据为所述第一混合信号和所述第二混合信号。
6.根据权利要求5所述的风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,所述风电场实时仿真平台为RT-LAB,还包括与所述电感第一侧等效电路相连的RT-LAB接口模型;
所述输电线路实时仿真平台为Hypersim,还包括与所述电感第二侧等效电路相连的Hypersim接口模型。
7.根据权利要求3所述的风电场经柔性直流并网仿真系统,其特征在于,所述风场仿真模块还包括第一开关;
所述第一开关一端连接所述风机模型和所述风机电路倍乘模型,另一端连接所述电感第一侧等效电路;
输电仿真模块还包括:第一变压器、第二开关、第一换流器、第二换流器、第三开关和第二变压器;
所述电感第二侧等效电路与所述第一变压器的一端相连,所述第一变压器另一端通过所述第二开关连接所述第一换流器,所述柔性直流输电模型一端连接所述第一换流器,另一端连接所述第二换流器的一端,所述第二换流器另一端通过所述第三开关连接所述第二变压器的一端,所述第二变压器另一端连接所述交流电网模型。
8.一种风电场经柔性直流并网仿真方法,其特征在于,包括:
建立风机模型和风机电路倍乘模型,设置并联的风机的个数N;
建立柔性直流输电模型和交流电网模型并启动;
基于所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型建立直流电压;
所述直流电压稳定后,基于所述柔性直流输电模型和所述交流电网模型建立交流电压;
启动所述风机模型和所述风机电路倍乘模型,并将风机模型和所述风机电路倍乘模型接入所述柔性直流输电模型;
通过所述风机模型接收用户输入的风速值,根据所述风速值仿真风电场经柔性直流并网的稳定运行状态。
9.一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8中所述的风电场经柔性直流并网仿真方法。
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CN115632433B (zh) * | 2022-10-19 | 2023-05-16 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 风-机-场-网全景联合仿真系统及方法 |
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