大規模交直流電網電磁暫態數模混合仿真平臺構建及驗證(一)整體構架及大規模交直流電網仿真驗證

朱藝穎, 于 釗, 李柏青, 郭 強, 劉 翀, 董 鵬, 王薇薇, 胡 濤

(1. 電網安全與節能國家重點實驗室(中國電力科學研究院有限公司), 北京市100192; 2. 國家電網有限公司, 北京市 100031)

0 引言

近年來,中國特高壓交直流電網快速發展,新一級電壓等級逐漸形成,風電、光伏等新能源大規模并網,電力系統加速重構,電力資源大范圍優化配置能力大幅提高[1]。與此同時,交直流、多直流以及源網荷之間的相互影響加劇,直流輸電規模不斷擴大且日趨復雜,電網安全運行面臨嚴峻挑戰。未來20年內,西南水電基地、北方火電基地、可再生能源基地等大型能源基地的建設開發將繼續深入進行。隨著中國特高壓骨干網架逐步建成,特高壓直流回數不斷增加,落點更為密集,交直流混聯特征更加突出,大電網穩定特性將更加復雜[2]。

特高壓電網的快速發展對仿真工具提出了更高的要求。特高壓電網的形成使其內部各節點間電氣距離進一步縮小,交流與直流之間、直流通過交流與其他直流之間的相互聯系更為密切。交流系統諧波畸變、直流快速調節變化等電磁暫態時間尺度的物理過程將在更大范圍內相互作用,交直流連鎖反應影響面有可能波及整個電網。傳統以研究機電暫態過程為主的大電網分析和仿真方法,已不能準確描述當前及未來電網的物理特性,電網運行邊界將極大地取決于仿真精度,對仿真工具的精度提出了更高要求[3]。

電力系統數模混合仿真兼有物理和數字仿真技術特點,可進行從電磁暫態到機電暫態的全過程實時仿真研究,能較精確地模擬交/直流電網的運行特性和動態過程[4]。……