smrt電磁機電混合實時仿真交交分網(wǎng)接口技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

第一部分前 電力系統(tǒng)混合仿真技術(shù)路 電力系統(tǒng)混合仿真方法研究開發(fā)現(xiàn) 第二部分交交分網(wǎng)研究及應(yīng)用情況調(diào) 交交分網(wǎng)技術(shù)開發(fā)和測試現(xiàn)狀調(diào) 基于TE和TS程序的混合仿真（與殷圖公司 基于“節(jié)點法”的混合實時仿真（中國電科院 交交分網(wǎng)混合仿真與ATP比 基于RTDS混合仿真平臺的次同步諧振研究（華北電力大學(xué) 電力系統(tǒng)機電電磁暫態(tài)混合仿真接術(shù)（華北電力大學(xué)）.基于頻率相關(guān)網(wǎng)絡(luò)等值的電磁、機電暫態(tài)解耦混合仿 交流-交流分網(wǎng)方式混合實時仿真方法的問題與..............第三部分傳統(tǒng)交交分網(wǎng)接口方案的數(shù)值穩(wěn)定性及接口誤差實驗分 數(shù)值穩(wěn)定性問題提出與調(diào)研分 問題提 調(diào)研分 實驗方案概 實驗方案與案例系統(tǒng)介 實驗平臺建 交流/交流分網(wǎng)傳統(tǒng)方案數(shù)值不穩(wěn)現(xiàn) 實驗結(jié)果列 結(jié)果定性分 傳統(tǒng)接互方案的數(shù)值穩(wěn)定措施及結(jié)果分 數(shù)值穩(wěn)定措 兩種穩(wěn)定性措施測 傳統(tǒng)接口方案測 結(jié)果分析與總 第四部分式交交分網(wǎng)技術(shù)原理分析及....................方案提出、基本原理及分 基于中小規(guī)模交直流系統(tǒng)的案例研 案例系統(tǒng)及試驗概 穩(wěn)態(tài)仿真情 暫穩(wěn)計算情 總結(jié)分 小 第五部分基于子網(wǎng)絡(luò)的接口等值建模及誤差跟隨修 傳統(tǒng)交流元件特性及建模及跟隨修 交流同步發(fā)電 感應(yīng)電機動負 輸電線路和網(wǎng) 高壓直流輸電特性及建 全過程接口等值綜合模 穩(wěn)態(tài)特 小擾動響應(yīng)特 大擾動響應(yīng)特 基于關(guān)系的高壓直流接口模型及跟隨修正方 穩(wěn)定性分析中高壓直流輸電系統(tǒng)模型分 高壓直流系統(tǒng)響應(yīng)建模關(guān)鍵因 混合仿真接口誤差及已有對策評 高壓直流輸電準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型概 基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型的接口響應(yīng)模型與控制特性跟隨修 基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型的接口響應(yīng)模型運行狀態(tài)跟隨校 接口模型進一步完善方向：動態(tài)向量法用于高壓直流系統(tǒng)建模小 第六部分基于中小規(guī)模系統(tǒng)的測試與案例分 試驗概 測試目 測試方 案例系統(tǒng)概 部分試驗結(jié)果比對波形 混合仿真實驗方 混合仿真方案 混合仿真方案 混合仿真實驗結(jié)果列 混合仿真實驗結(jié)果分 第七部分總結(jié)與展 第一部分前，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模也不斷擴大已經(jīng)形成了六個跨省的大型區(qū)域電網(wǎng)，基本形成完整，極開展應(yīng)用研究和實踐，電壓和容量將接近500kV常規(guī)直流輸電水平，并逐步法已經(jīng)可以保證任何系統(tǒng)規(guī)模的超實時計算速度，而實時電磁暫態(tài)仿真（如對此和學(xué)者提出了電力系統(tǒng)全局全過程仿真的需求——即在一次仿真中，同時對電網(wǎng)中同時發(fā)生的快至微秒及的瞬態(tài)過程，毫秒級的機械-電磁耦合2條，即太平洋直流聯(lián)絡(luò)線（PacificHVDCIntertie）和Project此大規(guī)?；ヂ?lián)系統(tǒng)中HVDC采用簡化模型具有較大的局限，傳統(tǒng)的仿真已商業(yè)化的實時仿真，根據(jù)成熟度和用戶認(rèn)可程度排序，依次為RTDS、HVDC、SVC、TCSC等裝置的仿真能力，以及交流等值系統(tǒng)的仿真準(zhǔn)確性，都23年的仿真平臺無發(fā)比擬的。電力科學(xué)與合作在RTDS[電磁暫態(tài)]+數(shù)字計算機[機電暫態(tài)]的實時混合仿真平臺開發(fā)建設(shè)、基礎(chǔ)平臺開發(fā)建設(shè)和交流/方案及其接術(shù)方面取得了一定的成果突破了如何在較多的分網(wǎng)接口數(shù)量和較大量的通訊量的需求下將數(shù)字計算機與TSTS和數(shù)字計算機的實時混合仿真是交直流系統(tǒng)電磁、機電綜合暫態(tài)過程實時仿真最為實用、有效的實施方案。隨著基于RTDS0+誤差問題突出，需要通過“預(yù)估”與“校正”機制代末德國西門子公司開發(fā)的NETOMAC實現(xiàn)電磁機電暫態(tài)混合仿真，對HVDC采用狀態(tài)變量方法建模，系統(tǒng)的其它部分采用機電暫態(tài)程序來模擬；在NETOMAC的電磁暫態(tài)/機電暫態(tài)混合仿真平臺上，MDReeve和Adapa等所做的工作將混合仿真兩個子系統(tǒng)的分網(wǎng)位置延伸到交流M.L.Crow提出了一種“多速率”的概念，根據(jù)系統(tǒng)中各個局部的暫態(tài)、動態(tài)Anderson等人在機電側(cè)采用了頻率相關(guān)等值阻抗形式的接口模型，電磁暫Sultan、Reeve和Adapa在1998年的文獻中也將時變戴維南（諾頓）頻率相上世紀(jì)90年代以來，理工大學(xué)Snider和Kevin教授的科研小組也SVC接入交流系統(tǒng)案例的混合仿真，在一些案RTDS公司為了有效擴展RTDS仿真規(guī)模，引入和混合實時仿真技術(shù)，在1.研究，并在殷圖仿真公司開發(fā)的電磁暫態(tài)仿真平臺DDRTS和機電暫態(tài)程序TSP的基礎(chǔ)上，完成了電力系統(tǒng)數(shù)字混合仿真試驗平臺的框架設(shè)計和程序開發(fā)，課題組在對含無功補償器的系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)機電暫態(tài)混合型對HVDC、UPFC建模，與機電暫態(tài)程序接口實現(xiàn)混合仿真，動態(tài)相量側(cè)與機華北電力大學(xué)、與科學(xué)合作，研究開發(fā)了基于RTDS的全數(shù)字混合實時仿真平臺，兩方分別采用了不同的技術(shù)方案。前者通過RTDSUDCRTDS中的機電暫態(tài)仿真，基于此，華北電力實現(xiàn)RTDS與運行有超實時機電暫態(tài)仿真的數(shù)字計算服務(wù)器進行有效的數(shù)據(jù)交包括如下（1）~（5）點，SMRT混合實時仿真實踐另提出第（6）點。第一類為交流直流分網(wǎng)方式，在高壓直流、電力電子設(shè)備的換流變壓器交特性和直流控制特性分析控制保護測試等再如基于TS和數(shù)字計算機的混合實時仿真平臺用于交直流并電網(wǎng)運行特性分析用于交直流并大電網(wǎng)控制特性分析、等。對此，人們提出交流-ReeveAdapa等提出，對交為提高接口準(zhǔn)度，不少工作投入到接口等值形式探索和接口等值參數(shù)求取：AndersonRTDS公司也開始關(guān)；順序，如岳成燕等人串并行混合式交互時序理工大學(xué)Kevin等人提；Anderson等采用了最小二乘波形擬合的基波相量提取法；科研院與合作開發(fā)的SMRT混合實時仿真平臺中，針來的誤差，MWong,KMSze,LASnider等人在“ ingthedifficultiesassociatedwithinterfacingdifferentsimulationprograms”一文中的研究引進數(shù)值算法中思路，與科研院SMRT課題組在交流/直流分網(wǎng)混合鑒該思路深入下去第二部分交交分網(wǎng)研究及應(yīng)用情況調(diào)基于TE和TS程序的混合仿真（與殷圖公司TETSTETS程序為基礎(chǔ)，算法部分均由Fortran語言實現(xiàn)，與接口處理相關(guān)的程序通過DLL文件控制，其他部分由C++語言開發(fā)實現(xiàn)。TEabc三相瞬時值模式計算，發(fā)電機用經(jīng)典派克方程描述，網(wǎng)絡(luò)用微路器、CT、PTIEEE標(biāo)準(zhǔn)的勵磁調(diào)節(jié)器、調(diào)速器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS。它還提供了可變電壓源、電流源、導(dǎo)納等控制元件模型，用TE中輸電線的暫態(tài)過程可以采用基于行波原理的具有完全分布特性的線路TE中用戶可通過友好的圖形輸入界面，從系統(tǒng)提供的電力系統(tǒng)元件庫中選TS采用正序、負序和零序相量模式進行計算，發(fā)電機根據(jù)實際仿真需要采dxdt

f(x,

0g(x,TE2-1TECRTSimuMgr模塊管理與程序之間的通訊，發(fā)送有關(guān)控制信息，接收圖CRTSimulation模塊作為整個仿真計算的主進程，提供混合仿真的啟動、暫InterfaceInRequestIn所需要的各種信息，也就是有關(guān)外部請求的各種信息。InterfaceOut模塊對應(yīng)RequestOut所需要的有關(guān)信息，即本進程在交CDataInabc三相電壓和CDataOut模塊管理向外部進程發(fā)出的請求，并且返回數(shù)據(jù)所需要的信息，CDataMessageMgrCRTInfoImpHybridDLL模塊實現(xiàn)用戶自定義接口函數(shù)的控制算法，供主程序直接調(diào)用。程序中CRTSimulationInfo相當(dāng)于抽象類，CRTInfoImpCRTSimulationInfoCRTInfoImp中定義具體的數(shù)據(jù)獲取方式，由CRTInfoImp類派生出的CRTEmagInfoImp實現(xiàn)電磁RequestIn/PrepareDataIn(inRequestInList)GetRequestInData(inCDataIn)SetRequestOutData(inCDataOut)Initial(in2-1TETS側(cè)程序結(jié)構(gòu)與TEMyrinetMyrinetMyrinet是 公司結(jié)合局域網(wǎng)技術(shù)和MPP互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)的一種高據(jù)需要設(shè)計適當(dāng)?shù)木W(wǎng)卡控制程序滿足特定通信需要或者設(shè)計新型通信具有很大的靈活性這些特點使得Myrinet成為機群互連和研究通信機制時廣泛采用GM(Glenn’sMessage)是公司設(shè)計的一套適用于Myrinet互連網(wǎng)絡(luò)，卡ROM編程外最為快捷的平臺，這些新技術(shù)的運用保證了Myrinet網(wǎng)絡(luò)2-2Myrinet網(wǎng)絡(luò)的多微機混合仿真網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中之間通過高速的Myrinet網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互和通訊。機電暫態(tài)仿真微機2-2Myrinet序阻抗不相等時戴維南等值阻抗矩性變換后會與電磁暫態(tài)仿真基本解法相始化，若t時刻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，則先進行電磁側(cè)[ttT]一個機電步長時間[ttT]時間內(nèi)的仿真，并且兩側(cè)數(shù)據(jù)同時交互原始網(wǎng)絡(luò)原始網(wǎng)絡(luò)初始t時刻網(wǎng)故障或者操電磁側(cè)進行ttT時間仿求解有關(guān)變機電側(cè)進行ttT時間仿令tt同時交 時間t2-時間t1-tT時間仿真tT時間仿真是否到達仿結(jié)結(jié)輸出計算結(jié)總結(jié)此混合仿真分析平臺，具有以下特點CPU并行實時混合仿真打下良好的基礎(chǔ)。四、電網(wǎng)測試算整個網(wǎng)絡(luò)的簡單示意圖如圖2-4所示。其有發(fā)電機69臺，線路207條，7728臺，1562-5所示。0.5220小浪220小浪220牡丹新鄉(xiāng)牡丹新鄉(xiāng)倉頡倉頡嵩山鄭州鄭州南陽南陽祥符祥符S姚孟姚孟圖2- 住住店汝南信陽平橋機電部信陽潢川固始和孝220（沙港申城2-62202202-7110基于“節(jié)點法”的混合實時仿真（中國電科院A、B、C三相瞬時值表示，機電暫態(tài)仿真計算致A、B、C三相等值導(dǎo)納矩陣不對稱。為了解決上述問題，可利用節(jié)點法解決接口等值導(dǎo)納矩陣不對稱節(jié)點法描述：對于任何電網(wǎng)，假設(shè)可將網(wǎng)絡(luò)分為兩部分：子網(wǎng)A和子網(wǎng)B，他們之間通過邊界點節(jié)點{a}相連（{a}表示邊界節(jié)點集合，為了方便用一網(wǎng)B在邊界點{a}{a}的等值電2-9所示。ia表示流過子網(wǎng)A的等值阻抗ZA的電流向量。將變簡單{a}一分為二的到圖2-7ia即可進一步理解為子網(wǎng)A貨物子網(wǎng)B的聯(lián)絡(luò)電流相量，網(wǎng)絡(luò)分割意義更加明確（2-10該試驗網(wǎng)絡(luò)為東北-華北-華中-5000節(jié)點。4Park方程模型、11臺三相變壓器、142-12為達到實時仿真要求，電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)分兩個子網(wǎng)，如圖6-2所示；機電2-12所示。電磁暫態(tài)子網(wǎng)與機電暫態(tài)子網(wǎng)的接口母線有三個，分別為：2H21、2H21、2H溫春21100102-122H21發(fā)生三2-142-132-1440秒的動態(tài)過程，系統(tǒng)實際計算39.41秒，已經(jīng)達到了實時仿真的要求。交交分網(wǎng)混合仿真與ATP比電力系統(tǒng)混合仿真既可以對含有電力電子器件或是波形畸變比較嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)進行較為精確的分析，又可以保持比較高的算法效率。HVDCFACTSHVDC換流母線和FACTS裝置連接變壓器一次側(cè)母線作為接口點。其原因在于：·換流母線處的設(shè)備，如濾波器、同步調(diào)相機、SVC裝置等，仍可用電磁ward等值法，這里應(yīng)用已有文獻中頻率等值將外部系統(tǒng)進行等值。ATP對全網(wǎng)進行電磁暫態(tài)的計1039節(jié)點系統(tǒng)對混合仿真算法的有效性進行了分16212223243536為電磁暫態(tài)23號母線分別發(fā)生單相接地和兩相接地短路，采用了兩組時間對這兩種故障情況進行了分0.06s0.18秒發(fā)生，0.185秒清除故障。（1）2-16c2-1724a2-18b2-1924a基于RTDS混合仿真平臺的次同步諧振研究（華北電力大學(xué)次同步諧振(SS)和電磁_機電混合實時仿真技術(shù)均是當(dāng)前電力系統(tǒng)研究領(lǐng)于TS的電磁機電混合實時仿真平臺在研究計算錦界電廠次同步諧振問題時一方面以基于TS從如下三點研究了次同步諧振的相關(guān)問題：l尼特性，并了存在振蕩發(fā)散的扭振模態(tài);2)通過理論計算和電氣試驗，探討了次同步頻率范圍內(nèi)線路和變壓器的電阻電抗隨頻率的變化特性;3)闡述了SVCSVC的控制RTDS的電磁機電混合實時仿真平臺及RTDS全電磁仿真平臺上分別建立了相應(yīng)的系統(tǒng)模型。在混合仿真中，對于電500kV2-21所示。其中電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)的仿真模型主要包括錦界電廠和電廠的發(fā)電機模型及相應(yīng)的勵磁和調(diào)速系統(tǒng)(其中錦界電廠的發(fā)電機采用多集中質(zhì)量塊模型)。忻州500kV母線石北500kV500kv2-22為機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)的仿真界面，主要為錦界電廠受12500kv220kv77個節(jié)點：中間的方塊是PQ;最右邊的方塊為控制交10ms交換一0.15223所示。首先，從2-23實驗結(jié)果中都得到了體現(xiàn)和印證。與此同時，通過2-23的對比，可以看到：l)混合仿真實驗得出的各振蕩曲線的初始幅值與全電磁仿真的結(jié)果基本一TS問題的仿真和分析基本；2-240.15的情況下錦界電廠發(fā)電機組軸SVCSVCSOOkV系統(tǒng)母線上，其中每臺降壓變壓器各帶兩臺SVC。在圖2-25中可以看到發(fā)電機的轉(zhuǎn)速偏差信號A輸入到SVC控制器作為其aSVC產(chǎn)生系統(tǒng)SVC濾波電容的合SVC選擇了發(fā)電機的轉(zhuǎn)速偏差做SVC基頻電納進SVC控制2-26。首先將發(fā)電機轉(zhuǎn)速偏差信號，作為反饋信號，反相后經(jīng)低通濾波器濾除SVC基頻電錦界電廠軸系固有扭振頻率(l3.02Hz，22.77Hz28.16Hz)的濾波器，其頻域特2-27所示，濾波器設(shè)計中的截止頻率可結(jié)合錦界電廠送出系統(tǒng)的電(a)13.OZHz帶通濾波(b)22.77Hz(e)28.16Hz2-27sa （= sa0

式中，a0為相移環(huán)節(jié)的時間常數(shù)，n為串聯(lián)的全通濾波器個數(shù)32-281.33Degree，0.99Degree由非線性函數(shù)計算得出SVC的基頻電納值，最后利用其電納與晶閘管觸發(fā)角的SVC基頻電納SVC針對上述分模態(tài)策略的SVC搭建了SVC2-29所示。運SVC裝置后的混合仿真結(jié)果及現(xiàn)場實際錄波如下圖所示。2-302-24可以明顯地看到，在SVC投運的情況下，擾動后錦了所設(shè)計的SVC2-30中混合仿真實2-1，如下所示：2-12-1SVC究其原主要有以下幾個方面1)由于無法準(zhǔn)確給出實際運行數(shù)均設(shè)置為零，從而在軸系受擾后相比現(xiàn)場實際情況，其收斂速度變慢;)發(fā)電機組的勵磁系統(tǒng)對電氣阻尼特性也有較大影響的恒勵磁系統(tǒng)與快速響應(yīng)三機系統(tǒng)之間的電氣阻尼相差十幾p.u.3)PSS亦會改變系統(tǒng)次PSS;4)上文所設(shè)計計算的vc及修正相位的大小都接會影響SCSVC的抑制效果以及將混合仿2-32電力系統(tǒng)機電電磁暫態(tài)混合仿真接術(shù)（華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)屬大型非線性系統(tǒng)，且系統(tǒng)中各元件響應(yīng)特性和響應(yīng)時間存在差稱之為電磁暫態(tài)而由于發(fā)電機和電電磁轉(zhuǎn)矩的變化所引起的電機轉(zhuǎn)子對上述時域范圍相差較大的兩種暫態(tài)過程進行仿真時若選用的計算步因此如果能在一次仿真過程中同時實現(xiàn)大規(guī)模電網(wǎng)的機電暫態(tài)仿真與部分電網(wǎng)的詳細電磁暫態(tài)仿真，那么對詳細分析系統(tǒng)特性具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。若接口選取在HVDC換流站出流側(cè)母線或者FACTS等電力電子裝置部，220kV的線路末端。電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)在其中等值為恒功率模型，如圖2-33所示?；旌戏抡娼踊r2-34所示。圖2-34接互時序示意四、在RTDS235明顯，接口處的電壓、電流吻合較好，基本趨勢和變化規(guī)律均相同?；陬l率相關(guān)網(wǎng)絡(luò)等值的電磁、機電暫統(tǒng)的機電暫態(tài)穩(wěn)定分析程序不能精確仿真高壓直流輸電系統(tǒng)的電磁暫態(tài)特性和此處采用矢量擬合法(vectorfitting)求取FDNE(frequencydependentequivalent，F(xiàn)DNE)FDNE表示機電暫態(tài)側(cè)諧波對電磁暫態(tài)側(cè)的影響，F(xiàn)DNE在電磁暫態(tài)程序中的時域應(yīng)42-36所示。采用PSCAD/EMTDC作為電磁暫態(tài)側(cè)網(wǎng)絡(luò)的仿真工具。PSCAD/EMTDC不采用暫態(tài)穩(wěn)定與預(yù)防控制(earlywarningandsecuritycountermeasure，2-37所示?？?applicationprogramminginterface，API)21可以在管三、特性和相頻特性)是連續(xù)的。但是，圖2-38中有限的、離散的節(jié)點導(dǎo)納矩陣不能納矩陣擬一個與頻率相關(guān)的、連續(xù)的有理函數(shù)矩陣，稱之FDNE矩陣。而FDNE矩陣能夠表示這些不同頻率下的節(jié)點導(dǎo)納矩陣，即不同頻率下的頻

為了測試電磁–機電暫態(tài)混合仿真的精確性，這里采用2個算例系個為純交流系統(tǒng)；另一個為交直流系統(tǒng)。交直流系統(tǒng)的簡圖如2-39所示。純交流系統(tǒng)則是基于上述交直流系統(tǒng)修改而來。將圖2-39所示的2條直流線路HVDC1HVDC2分別替換為2條交流線路1006-1007250-1029，即可接口位置選在母線1007和母線1029處。方框部分(機電暫態(tài)側(cè)網(wǎng)絡(luò))在機電PSS/E2-2所示。而電磁暫態(tài)仿真中的直流模型采用IE標(biāo)準(zhǔn)測試模型。2-2在母線1007處發(fā)生三相金屬短路故障，持續(xù)時間為100ms。電磁暫態(tài)側(cè)發(fā)電機100的轉(zhuǎn)速100和機電暫態(tài)側(cè)發(fā)電機109的轉(zhuǎn)速 對比如圖2-40所示

在母線1007處發(fā)生三相金屬短路故障，持續(xù)時間為100ms。電磁暫態(tài)側(cè)HVDC1U109轉(zhuǎn)速的109對比如2-41

此文獻開發(fā)了一套基于FDNE的電磁–機電暫態(tài)混合仿真系統(tǒng)。對機電側(cè)網(wǎng)FDNEFDNE能夠精確表示機電側(cè)但是，F(xiàn)DNE在實際應(yīng)用中復(fù)雜度過高，準(zhǔn)確合理的參數(shù)難以獲得。此外，需進一步深入研究。最后，由于該研究采用的是固定的FDNE，還不能模擬機電暫態(tài)側(cè)的故障，因此研究變化的FDNE以適應(yīng)機電暫態(tài)側(cè)的故障是未來的一個交流-交流分網(wǎng)方式的混合實時仿真的問題可以歸納為如下兩個層面?？圃涸贐PA混合仿真模塊和SS其它研究中在電磁側(cè)交流網(wǎng)中未放入發(fā)電設(shè)備，這種情況本質(zhì)上是交流-直流分。應(yīng)盡可能以其為準(zhǔn)，對全網(wǎng)的混合仿真結(jié)果進行修正和科研SMRT課題組在交流/直流分網(wǎng)方式混合實時仿真研究開發(fā)過程中對上述誤差。這一層面的研究難點在于電磁側(cè)子網(wǎng)等值模型。首先，混合仿真對不對稱故障、工況的模擬，目前的技術(shù)無法在機電暫態(tài)計算中準(zhǔn)確描述電磁暫態(tài)側(cè)的正、負、零序網(wǎng)值該子系統(tǒng)，難以準(zhǔn)確詳盡表征該多端口、多過程耦合、復(fù)雜、強非線性子系統(tǒng)隨時更新等值模型參數(shù)甚至結(jié)構(gòu)，顯著增加建模復(fù)雜度和運算量。者基于PSCAD和自主開發(fā)的機電暫態(tài)仿真(STBLT)開發(fā)了混合仿真平臺，采用傳統(tǒng)接口方案，以IEEE14節(jié)點標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為例的試驗表明，當(dāng)電磁側(cè)子系統(tǒng)yy圖2-42混合仿真閉環(huán)示yy這一層面的研究難點在于、面的問題，提高混合實時仿真的準(zhǔn)確性性，增強其面向?qū)嶋H電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)仿真技術(shù)水平，多模式接互計算的方法也可用于諸多其它領(lǐng)域。第三部分傳統(tǒng)交交分網(wǎng)接口方案的數(shù)值問題提的穩(wěn)態(tài)運行造成，因此務(wù)必考慮擾動下混合仿真交互計算系統(tǒng)自身的穩(wěn)定系統(tǒng)數(shù)值方法的ISEulerMaruyama數(shù)值方法的T在SMRT交流/直流分網(wǎng)方式混合實時仿真開發(fā)、平臺建設(shè)及后續(xù)調(diào)研分2012ShrirangAbhyankar通過試驗表明了交流/交流分網(wǎng)方式電磁、機電暫態(tài)混合仿真的數(shù)值穩(wěn)定性。他們的文獻“AnImplicitly-CoupledSolutionApproachforCombinedElectromechanicalandElectromagneticTransients接互方案，采用基本的串行交互時序；試驗案例為標(biāo)準(zhǔn)的WECC9節(jié)點交流系統(tǒng)，其中3個交流節(jié)點放入電磁暫態(tài)側(cè)；故障擾動發(fā)生后，被仿真系統(tǒng)短時RONALDAROHRER等人在“PassivityConsiderationsinStabilityStudiesriclIntegrtionithms”一文中定義了算法的性，且通過對已是否具有穩(wěn)定的算法的性進行了檢驗，從而表明凡具有數(shù)值穩(wěn)定的仿真算法一定具有性該文雖然沒有進一步定量的對其原理進行解析分析但通過定性分析其基本依據(jù)是經(jīng)典電路理論穩(wěn)定的子電路連接在一起可/直流分網(wǎng)方式，混合仿真若電磁、機電兩側(cè)，由于電磁暫態(tài)側(cè)為無源系統(tǒng)接互計算的數(shù)值穩(wěn)定性問題容易通過仿真的接口問題作了綜述，并將成果匯總為“InterfacingIssuesinMulti-SimulationTools—IEEEPowerandEnergySocietyTaskForceonInterfacingTechniquesforSimulationTools在了國際期刊“IEEETransactionsonPowerDelivery”上。該總比較了Dymola,,VTB,ANSYS,SIMPLORER,MagNet,VisSIm等具有多域/多模中的混合仿真模塊進行評估和比較。在該文中著重了多域/多模式混合仿真、交互過程中存在交互延遲附加延遲或接口量轉(zhuǎn)化附加延遲。換一個角，、實驗方案與案例系統(tǒng)介采用傳統(tǒng)的并行混合仿真接互方，取當(dāng)前計算步長的接口等值參數(shù)后瞬時量形式的交流電壓源。此處不考慮，3-1，t時刻PC與RTDStT時刻的模型解（t、T分別為電磁、機電側(cè)計算步長，邊界條件有 的模型解，邊界條件有nt的延時。由于故障過后暫態(tài)過程中接口量波形光3-1t~tT①：起始時刻，RTDSGTAOGTDO發(fā)同步脈沖，計算機獲取該信據(jù)（發(fā)送本側(cè)等值參數(shù)，對側(cè)等值參數(shù)，RTDS與接口卡通過GTAI/AO交②：數(shù)字計算機進行一個機電步長的計算，在tT時刻計算完畢，準(zhǔn)備③：機電側(cè)接口等值參數(shù)外推 nt時刻，由接口卡通過D/A送④：電磁側(cè)RTDS計算第n個步長，即求 nt時刻模型解⑤：RTDS通過GTAI機電側(cè)等值參數(shù)，準(zhǔn)備好電磁側(cè)等值參數(shù)，通重復(fù)③~⑥：最后一個電磁暫態(tài)步長內(nèi)，接口卡將電磁側(cè)接口等值參數(shù)外推至t2Tttttt2②③⑥⑤④①①電磁 互時實驗案例基于IEEE14IEEE14GG3-2IEEE14實驗案例系統(tǒng)如上圖，混合仿真分網(wǎng)接口在母線50位置，節(jié)點1~14（含5臺同步發(fā)電機）放入機電暫態(tài)側(cè)，節(jié)點50~51（含2臺同步發(fā)電機）放入電磁暫10ms、50us。機電側(cè)計算中電磁以電磁暫態(tài)側(cè)子網(wǎng)為案例，已校核PSCAD、BPA和STBLT，STBLT收斂判據(jù)減小后，STBLT與PSCAD仿真結(jié)果基本一致。（q軸與機端電壓相位50Hz的理想交流電源提供。（q軸與機端電壓相位差】+【機端電壓相位-接口母線相位】-【機電側(cè)參考機轉(zhuǎn)角+（相位與機電側(cè)同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)d軸夾角實驗平臺建本章的研究和試驗平臺，基于PSCAD和自主開發(fā)的機電暫態(tài)仿真程序。首先對PSCAD環(huán)境做一個簡單的介紹，該環(huán)境如下圖3-3所示。3-3PSCAD①工作區(qū)窗口顯示工程中包含模塊的定義；記錄分支主要顯示工程中包含的輸出或控制②輸出窗口界面左下方的小窗口為輸出窗口，PSCAD/EMTDC在編譯、運行中產(chǎn)生的③編輯器窗口編輯器窗口分為8個子窗口，分別為：電路(Circuit)、圖形(Graph)、參數(shù)可通過點擊窗口底部的條進入各子窗口。其中圖形、參數(shù)、script子窗口只Fortran子窗口：Fortran窗口是一個文本瀏覽器，允許用戶瀏覽電路窗口中顯示的工程的Fortran代碼，并且這些代碼為只讀數(shù)據(jù)，不可修改；④PSCADPSCAD提供大量經(jīng)過嚴(yán)格測試的電力系統(tǒng)元件模型，從簡單的無源元件和控制元件到發(fā)電機、FACTS器件、傳輸線等復(fù)雜的元件模型，都包含在PSCADPSCAD元件庫提供的電力系統(tǒng)·集中參數(shù)電阻RL、電容·時變電阻RL··單相合三相變壓器(包括雙繞組和三繞組·······高壓直流輸電(HVDC)無功補償器(SVC)和其它柔流輸電··⑤PSCADPSDPSD的元件模型庫不能完全滿足用戶的需要。為彌補自帶元件庫的不足，PSDPSD的元件模型庫中的元件一樣使用。Script定義：Script定義是模塊定義的部分，決定用戶定義模塊的Script定義不會用到所有類型的段，只會用到相關(guān)類型列。經(jīng)常使用的段主要有：Fortran段、計算段和支路段。其中：計算段主要定電容、電感或開關(guān)，從而形成復(fù)雜電力網(wǎng)絡(luò)；Fortran段主要放置定義元件屬性FortranFortranPscadScript格式的本研究通過PSCAD用戶自定義模塊將自主開發(fā)的機電暫態(tài)仿真程序接口，自定義接口模塊如下3-4頂部管腳為混合仿真基本參數(shù)與功能控制。i1t數(shù)組分別為同步時標(biāo)、交互步長、閉環(huán)時間和總的仿真時間。i2t為混合仿真模式控制：1—正常混合仿真，2—機電向電磁暫態(tài)側(cè)回放，3—含的混合，4—含的機電側(cè)向電磁暫態(tài)該模塊在每個電磁暫態(tài)仿真步長會調(diào)用如下語句CALLAUX_CALL_TSP($I1T,$I2T,$I1L,$I2L,$I3L,$I4L,$I5L,$I6L,$O1R,$O2R,$O4R,$O5R,$O6R,$O1B,$O2B,$O3B,$O4B,$O5B,$O6B,而該語句中調(diào)用的函數(shù)AUX_CALL_TSP()其形式! Subroutineforthe!!Fortran90interfacetoCprocedure C::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::REFERENCE::!allvariablesarepassedbyREFERENCE(12),O5R(12),O6R(12),O1B(12),O2B(12),O3B(12),O4B(12),O5B(12),O6B(12),OANGREFENDSUBROUTINEEND!calloftheCfunction上述包括接口變量數(shù)據(jù)和接口函數(shù)，接口函數(shù)CALL_TSP()在機集成在該接口函數(shù)中，編譯生成動態(tài)庫，在PSCAD仿真前編譯進入仿實驗結(jié)果列Ang1-30303030303030303 3 yAng2-1010101010101010103 3 y3 3 y000-0-0-0-0---33-------yy0--3 3 yAng2-3 y33 Ang1-0y3y----3-3yyyy-3 結(jié)果定性分混合仿真流/交流分網(wǎng)方式與交流/直流分網(wǎng)方式的本質(zhì)區(qū)別，不在于分也有實驗結(jié)果表明，混合仿真接互數(shù)值不穩(wěn)并非總存在，不僅與兩側(cè)發(fā)借鑒SMRT混合實時仿真項目組在交流/直流分網(wǎng)方式混合實時仿真開發(fā)和實阻尼環(huán)節(jié)需要較大的時間常數(shù)才能夠保證接互計算的穩(wěn)定性，嚴(yán)重影響對象因而基于接互不穩(wěn)定的正反“放大過程也可在接口閉環(huán)交互中加“相”環(huán)節(jié)，如下圖3-5所示，作為第二種接互穩(wěn)定措施。兩種穩(wěn)定性措施測發(fā)電機 發(fā)電機發(fā)電機 發(fā)電機2~4#三個母線上，擾動實施通過母線負荷調(diào)制實現(xiàn)。22~49.9/2MW29.0/2MW的隨機序列有功擾2結(jié)果。51發(fā)電機有51發(fā)電機功接口電壓IFUPH/pu,2~4最大幅值頻率

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2.9MW；故障跌落、300ms后恢復(fù)。1：結(jié)果分析與總案例研究表明，交流交流分網(wǎng)方式下，通常的接互方法容易發(fā)生數(shù)值穩(wěn)定問題。針對上述問題，研究提出了兩種數(shù)值不穩(wěn)的解決方法：接互過程加入阻尼環(huán)節(jié)，或接互過程加入移相環(huán)節(jié)。移相環(huán)節(jié)為交互計算系統(tǒng)增加阻尼的效+后短時間內(nèi)，接口功率處理采用一階慣性環(huán)節(jié)使得功率出現(xiàn)大幅高頻振采用上述兩種接互穩(wěn)定性措施，雖然混合仿真交互計算算法穩(wěn)定，但對第四部分式交交分網(wǎng)技術(shù)原理分析及方案提出、基本原理及分。分接A分接B交流發(fā)電輸電配電系交流電系。分接A分接B交流發(fā)電輸電配電系交流電系高壓直流輸系側(cè)子側(cè)子系機電暫側(cè)子系電磁暫電網(wǎng)（含輕型直流、大容量電力電子設(shè)備）對仿真的需求以及交流-交流分網(wǎng)方維持子網(wǎng)絡(luò)完整性的前提下，以優(yōu)化分網(wǎng)接口母線數(shù)目、弱化電磁機耦合為目標(biāo)，制定機電暫態(tài)并行仿真子網(wǎng)劃分策略；二、式交流-交流分網(wǎng)混合實時仿真交互計算原理。混合實時仿真采用接口誤差，需重點研究基于子網(wǎng)絡(luò)的接口等值模型和預(yù)估-校正誤差治理方法，進而提升凝煉形成基于分網(wǎng)的混合實時仿真交互計算理論。基于子網(wǎng)絡(luò)的多端口強非線性復(fù)雜系統(tǒng)等值方法及混合實時仿真A特性，本項目仍采用這種等值方式。子

接口

接口

接口

4-2括大容量電力電子設(shè)備A處通過一個多端口模型對其進行等值和準(zhǔn)確描述。如圖4-2，利用機電側(cè)子網(wǎng)絡(luò)的模型，可將分網(wǎng)接口A位置B位置的分離元件的等值，容易建立準(zhǔn)確的等值模型、求取準(zhǔn)確的等值參數(shù)。此外，該方法將分網(wǎng)接口A處的兩個交流子網(wǎng)的交互誤差轉(zhuǎn)化為分網(wǎng)接口B①基于子網(wǎng)絡(luò)將多端口高維復(fù)雜大塊電網(wǎng)等值轉(zhuǎn)化為分立元件等值的混合實時仿真接互異步子系統(tǒng)相位弱關(guān)聯(lián)理論，定性分析式交流-交流分網(wǎng)交互計算的穩(wěn)定性本項目分網(wǎng)交互計算方案將傳統(tǒng)方案中電誤差給仿真造成的影響，應(yīng)定性闡明其原理。B處的端口外特性模型。針對典型系統(tǒng)，分基于關(guān)系的預(yù)估-校正接口誤差治理機制ΔIE-T，則可在機IΔIE-TYV，其中I、V、Y BB的B位置的快響應(yīng)、非線性動態(tài)元件在混合實時仿真③基于故障綜合導(dǎo)納的故障端口等效法進行交流分網(wǎng)接口0+狀/r