基于虛擬線路補償的主動配電網混合仿真接口實現方法

鄂濤， 尹忠東， 王群飛

(新能源電力系統國家重點實驗室(華北電力大學)，北京 102206)

0 引言

含有風電、光伏等多種分布式電源的主動配電網已經成為未來智能配電網發展重要的方向[1—3]。新能源的接入使配電網各環節特性及其相互作用機理都發生了深刻變化[4—7]，因此，有必要對新能源設備運行特性及其對電網的影響進行研究。傳統的數字仿真難以精確模擬分布式電源的動態特性[8]，而物理模擬仿真造價高、靈活性差，難以對主動配電網的多種工況進行模擬[9]。數字物理混合仿真將兩者優勢相結合，將大規模的電力網絡運行于實時仿真器中，而需要準確模擬的分布式電源物理設備則通過功率接口接入[10—13]，這種方式又稱為功率硬件在環(power-hardware-in-the-loop，PHIL)仿真，是未來主動配電網仿真分析的重要手段[14—15]。

連接數字側與物理側的功率接口是PHIL系統中的關鍵環節。受延遲、噪聲等原因影響，功率接口中引入的誤差會影響仿真系統的精度與穩定性[16—17]。針對不同的仿真對象，應選用合適的接口算法，目前最為常用的有理想變壓器模型(ideal transformer model，ITM)法和阻尼阻抗法(damping impedance method，DIM)2種[18]。在應用于主動配電網混合仿真時，這2種方法主要存在如下問題：(1) ITM法實現簡單，但穩定性較差[19]，一旦發生失穩，會損壞物理設備，且接口延時會對ITM的精確性產生影響；(2) DIM的關鍵在于阻尼阻抗與物理側阻抗的實時匹配[20]，但主動配電網系統物理側的阻抗難以實時測量與跟蹤。

針對以上問題，文獻[21]在ITM法的基礎上，選擇在物理側串入電抗器,以解決穩定性問題，但該方法在增加成本的同時會降低仿真精度。……