本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真，是一種構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的電磁暫態(tài)仿真分析方法、裝置及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在新型電力系統(tǒng)的建設(shè)過程中，新能源滲透率的進(jìn)一步增加隨之帶來了一系列問題：一方面由于當(dāng)前風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)表現(xiàn)為可控電流源特性，被動伴隨式對電網(wǎng)輸入功率，不具備同步機(jī)固有的電壓源特性，在電網(wǎng)中無法形成高電勢點(diǎn)，難以有效支撐電網(wǎng)電壓；另一方面當(dāng)前風(fēng)光發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)無法有效提供電網(wǎng)慣量與阻尼，電網(wǎng)對發(fā)電與用電功率不平衡抵抗能力降級，導(dǎo)致電網(wǎng)在事故時(shí)頻率崩潰概率增加。同時(shí)，新能源場站與電網(wǎng)之間存在交互作用，電網(wǎng)故障時(shí)的動態(tài)特性也會對新能源場站的運(yùn)行造成負(fù)面影響，而構(gòu)網(wǎng)型新能源并網(wǎng)技術(shù)能為電網(wǎng)主動提供電壓支撐與暫態(tài)支持，從而在提升新能源發(fā)電比例的同時(shí)避免對電網(wǎng)穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，轉(zhuǎn)變新能源當(dāng)前在弱網(wǎng)和低/無慣性系統(tǒng)中易失穩(wěn)的弱勢為主動支撐電網(wǎng)的優(yōu)勢，新能源端提高電網(wǎng)整體安全穩(wěn)定性，故亟需構(gòu)網(wǎng)型新能源來保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2、目前構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)機(jī)、儲能、svg已投入運(yùn)行，在構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入大電網(wǎng)運(yùn)行之前，需要開展系統(tǒng)級仿真分析工作以研究構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的運(yùn)行特性，同時(shí)為開展相應(yīng)的現(xiàn)場試驗(yàn)提供技術(shù)支撐。基于具備電壓源特性的構(gòu)網(wǎng)型主動支撐技術(shù)在單機(jī)層面設(shè)備廠家已開展了大量的仿真分析工作，從而保障了電磁暫態(tài)仿真模型的準(zhǔn)確性，但系統(tǒng)層面的電磁暫態(tài)仿真分析更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，但目前并沒有行之有效的對于構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真分析方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的電磁暫態(tài)仿真分析方法、裝置及電子設(shè)備，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真分析的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的電磁暫態(tài)仿真分析方法，包括：

3、對構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域進(jìn)行電磁暫態(tài)構(gòu)建，得到對應(yīng)的場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型；

4、在典型運(yùn)行方式下，基于場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行場站及系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真分析，其中電磁暫態(tài)仿真分析包括構(gòu)網(wǎng)型儲能特性仿真分析、構(gòu)網(wǎng)型儲能場站級電磁暫態(tài)仿真分析和構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)級電磁暫態(tài)仿真分析。

5、下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

6、上述對構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域進(jìn)行電磁暫態(tài)構(gòu)建，得到對應(yīng)的場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，包括：

7、獲得構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域的場站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)場站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型，其中場站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括場站內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備及線路的基礎(chǔ)參數(shù)和各個(gè)構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的單機(jī)電磁暫態(tài)模型；

8、將場站級機(jī)電暫態(tài)模型與對應(yīng)的場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型進(jìn)行電壓和功率的誤差分析，響應(yīng)于所有誤差均大于閾值，則以場站級機(jī)電暫態(tài)模型為基準(zhǔn)調(diào)整電磁暫態(tài)模型，直至所有誤差不大于閾值，循環(huán)遍歷所有場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型；

9、獲取構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域的系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型構(gòu)建系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，其中系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的位置、接入期間的電網(wǎng)送受電需求、新能源大發(fā)期間的負(fù)荷出力情況、新能源大發(fā)期間的常規(guī)電源出力情況；

10、將系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型與對應(yīng)的系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行電壓和功率的誤差分析，響應(yīng)于所有誤差均大于閾值，則以系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型為基準(zhǔn)調(diào)整系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，直至所有誤差不大于閾值。

11、上述在典型運(yùn)行方式下，基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型儲能特性仿真分析，包括：

12、確定構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域中構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性；

13、結(jié)合構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性設(shè)置小擾動故障；

14、基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，在小擾動故障下進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性仿真分析。

15、上述在典型運(yùn)行方式下，基于場站級電磁暫態(tài)模型進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型儲能場站級電磁暫態(tài)仿真分析，包括：

16、設(shè)置大擾動故障，其中大擾動故障包括對稱短路故障和不對稱短路故障；

17、基于場站級電磁暫態(tài)模型對各個(gè)場站級線路進(jìn)行大擾動故障仿真分析，其中場站級線路包括場站內(nèi)饋線、集電線路和不同電壓等級母線；

18、采集場站內(nèi)設(shè)備的電壓、電流、有功數(shù)據(jù)和無功數(shù)據(jù)，驗(yàn)證構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備在大擾動故障下的適應(yīng)性。

19、上述在典型運(yùn)行方式下，基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)級電磁暫態(tài)仿真分析，包括：

20、設(shè)置電網(wǎng)系統(tǒng)故障；

21、基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型對系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)系統(tǒng)故障仿真分析；

22、采集電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)故障線路、近區(qū)設(shè)備的電壓、電流、有功數(shù)據(jù)和無功數(shù)據(jù)，驗(yàn)證構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的性能及在電網(wǎng)系統(tǒng)故障下的電網(wǎng)適應(yīng)性。

23、上述還包括根據(jù)場站及系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真分析，獲得構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)后的現(xiàn)場試驗(yàn)期間最佳新能源開機(jī)和運(yùn)行工況。

24、本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的：一種構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的電磁暫態(tài)仿真分析裝置，包括：

25、模型構(gòu)建單元，對構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域進(jìn)行電磁暫態(tài)構(gòu)建，得到對應(yīng)的場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型；

26、仿真單元，在典型運(yùn)行方式下，基于場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行場站及系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真分析，其中電磁暫態(tài)仿真分析包括構(gòu)網(wǎng)型儲能特性仿真分析、構(gòu)網(wǎng)型儲能場站級電磁暫態(tài)仿真分析和構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)級電磁暫態(tài)仿真分析。

27、下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

28、上述模型構(gòu)建單元，包括：

29、場戰(zhàn)級模型構(gòu)建模塊，獲得構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域的場站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)場站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)構(gòu)建場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型，其中場站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括場站內(nèi)構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備及線路的基礎(chǔ)參數(shù)和各個(gè)構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的單機(jī)電磁暫態(tài)模型；將場站級機(jī)電暫態(tài)模型與對應(yīng)的場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型進(jìn)行電壓和功率的誤差分析，響應(yīng)于所有誤差均大于閾值，則以場站級機(jī)電暫態(tài)模型為基準(zhǔn)調(diào)整電磁暫態(tài)模型，直至所有誤差不大于閾值，循環(huán)遍歷所有場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型；

30、系統(tǒng)模型構(gòu)建模塊，獲取構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域的系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和場戰(zhàn)級電磁暫態(tài)模型構(gòu)建系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，其中系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的位置、接入期間的電網(wǎng)送受電需求、新能源大發(fā)期間的負(fù)荷出力情況、新能源大發(fā)期間的常規(guī)電源出力情況；將系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型與對應(yīng)的系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行電壓和功率的誤差分析，響應(yīng)于所有誤差均大于閾值，則以系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型為基準(zhǔn)調(diào)整系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，直至所有誤差不大于閾值。

31、上述仿真單元，包括：

32、第一仿真模塊，在典型運(yùn)行方式下，基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型儲能特性仿真分析，包括：

33、確定構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域中構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性；

34、結(jié)合構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性設(shè)置小擾動故障；

35、基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，在小擾動故障下進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的特性仿真分析；

36、第二仿真模塊，在典型運(yùn)行方式下，基于場站級電磁暫態(tài)模型進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型儲能場站級電磁暫態(tài)仿真分析，包括：

37、設(shè)置大擾動故障，其中大擾動故障包括對稱短路故障和不對稱短路故障；

38、基于場站級電磁暫態(tài)模型對各個(gè)場站級線路進(jìn)行大擾動故障仿真分析，其中場站級線路包括場站內(nèi)饋線、集電線路和不同電壓等級母線；

39、采集場站內(nèi)設(shè)備的電壓、電流、有功數(shù)據(jù)和無功數(shù)據(jù)，驗(yàn)證構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備在大擾動故障下的適應(yīng)性；

40、第三仿真模塊，在典型運(yùn)行方式下，基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型進(jìn)行構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)級電磁暫態(tài)仿真分析，包括：

41、設(shè)置電網(wǎng)系統(tǒng)故障；

42、基于系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型對系統(tǒng)進(jìn)行電網(wǎng)系統(tǒng)故障仿真分析；

43、采集電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)故障線路、近區(qū)設(shè)備的電壓、電流、有功數(shù)據(jù)和無功數(shù)據(jù)，驗(yàn)證構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備的性能及在電網(wǎng)系統(tǒng)故障下的電網(wǎng)適應(yīng)性。

44、上述還包括分析單元，根據(jù)場站及系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真分析，獲得構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)后的現(xiàn)場試驗(yàn)期間最佳新能源開機(jī)和運(yùn)行工況。

45、本發(fā)明對構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域進(jìn)行電磁暫態(tài)構(gòu)建，得到場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型，并基于場站級電磁暫態(tài)模型和系統(tǒng)電磁暫態(tài)模型對構(gòu)網(wǎng)型儲能接入?yún)^(qū)域的構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入的電網(wǎng)系統(tǒng)及構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備進(jìn)行電磁暫態(tài)仿真，由此更好地了解系統(tǒng)及設(shè)備在突發(fā)事件下的響應(yīng)情況，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供重要的參考和支持，也為現(xiàn)場測試驗(yàn)證提供試驗(yàn)方案和風(fēng)險(xiǎn)控制預(yù)案，進(jìn)一步保證構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備接入電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性，對于指導(dǎo)實(shí)際電網(wǎng)可靠運(yùn)行具有重要意義。