电力系统混合实时仿真映射分网交互计算原理与实现

基本信息
批准号:51307093
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:张树卿
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:童陆园,张欣然,于松泰
关键词:
映射子网接口模型混合实时仿真预估校正交流分网
结项摘要

Digital hybrid real-time simulation has became the focus of concern and been gradually applied to operation and scientific research of actual power grids. To overcome limitations of hybrid real-time simulation of the AC - DC partitioning mode in some important applications, the AC-AC partitioning mode has been proposed. However, several significantly difficulties restrict the development and application of the AC-AC partitioning mode: interface equivalent modeling of the multi-port complex subsystem on the electromagnetic transient side, three-sequence-gird processing under the asymmetric condition, and interface error cancelling between closely coupled AC subsystems. Thus, in this project the mapping electric grid based AC-AC partitioning hybrid real-time simulation scheme is proposed. In this scheme, the grid division strategy for the actual large power system will be designed with its key indicators proposed. The research of port equivalence method of complex system based on the mapping electric grid will be carried out and complete interface equivalent models for hybrid real-time simulation will be built. At last we will employ and study the pre-estimation and correction method based on the mapping relation, trying to cancelling the interaction error and model error of mirror sub-grid and mirror dynamic components. By these methods, it is guaranteed that two computational sides can be effectively interfaced in AC - AC partitioning mode hybrid real-time simulation, and that two types of interface errors can be eliminated. So that accurate and credible hybrid real-time simulation will be achieved, while the adaptability to complex structure and various conditions of actual power systems will be enhanced. Furthermore, the principle and theory of interaction and computation of mapping electric grid based hybrid real-time simulation will be summarized and extracted.

数字混合实时仿真方法受到人们的重视并逐步应用到实际电网的生产运行与科学研究。为了克服交流-直流分网方式混合实时仿真在一些应用场合的局限,人们提出了交流-交流分网方式,然而,电磁暂态侧多端口复杂子系统接口等值模型建立、非对称工况三序网处理、交流网耦合紧密导致接口误差显著等难点问题制约了该分网方式的开发与应用。本课题针对地提出了基于映射子网的混合实时仿真交流-交流分网方案,完成实际大电网网络划分策略并提出关键指标,研究基于映射子网的多端口复杂系统等值方法、建立混合实时仿真接口模型,研究基于映射关系的预估-校正镜像子网和动态元件的交互误差和模型误差修正方法。保证交流-交流分网方案有效接口,保证实时性的同时有效消除接口误差,实现准确、可信的混合实时仿真,提高混合实时仿真面向实际电力系统结构复杂、工况多样的适应性。进一步,总结提炼基于映射子网络交流-交流分网方式的混合实时仿真交互计算理论。

项目摘要

机电、电磁暂态混合实时仿真因其优异的性能和某些场合的必要性,受到人们的重视并逐步应用到实际电网的生产运行与科学研究。为了克服交流-直流分网方式混合实时仿真在某些应用场合的局限,人们提出了交流-交流分网方式,然而,交交分网混合仿真基础数值性能尚不清晰,混合仿真中电磁暂态侧多端口复杂子系统接口等值模型建立、非对称工况三序网处理、交流网耦合紧密导致接口误差显著等难点问题制约了该分网方式混合仿真的开发与应用。本课题针对地提出并完善了基于映射子网的混合实时仿真交流-交流分网方案,首先从混合仿真交互计算原理提出了混合实时仿真的基本数值性能及其关联的主导因素,重点研究了稳定性和收敛性,给出了分析方法、交互计算稳定方法和收敛条件;研究了实际大电网网络划分策略和分网接口位置选取方法,并从混合仿真原理和应用实践两个角度提出指标,以期指导实际大规模复杂交直流电网混合仿真的网络化法;在核心接口技术方面,研究了基于映射子网的多端口复杂系统等值建模方法、建立混合实时仿真接口模型,包括变流器的暂态精细平均化模型和保阻抗角/低次谐波频段阻抗特性模型,进一步研究了基于映射关系的预估校正和跟随的接口误差修正方法。交交分网混合仿真原理研究支撑了接口关键技术的研究,接口关键技术则保证混合仿真有效接口,保证实时性的同时有效消除接口误差,实现准确、可信的混合实时仿真,提高混合实时仿真面向实际电力系统结构复杂、工况多样的适应性;通过中小规模案例验证了课题所提映射式交交分网混合仿真总体方案、接口等值建模及误差修正方法的有效性。进一步,总结提炼基于映射子网络交流-交流分网方式的混合实时仿真交互计算理论。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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