2024年海量异构电力电子设备标准化电磁暂态建模技术报告.docx

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海量异构电力电子设备标准化电磁暂态建模技术

朱艺颖

中国电力科学研究院

2024年9月21日

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目录

目录

01研究背景

02

研究目标

03

技术路线

04

研究进展

05

阶段成果发布

01研究背景

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研究背景

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随着新型电力系统飞速发展，

随着新型电力系统飞速发展，风机、光伏、储能、SVG、LCC直流、VSC直流等海量异构电力电子设备接入系统，使系统电力电子化特征日益明显，电力系统的运行特性发生深刻变化，亟需采用电磁暂态仿真手段开展系统级研究提升新型电力系统系统认知水平。

海量异构电力电子设备模型怎么建?

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研究背景

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口新能源、储能、SVG

电磁暂态模型：

电磁暂态模型：半实物模型、数字封装模型、典型结构化模型

模型应用局限性：厂家及机组型号繁多、控制特性差异较大、知识产权保护、控制保护策略不可见、半实物模型不适用于大电网仿真、模型不便于推广应用、典型结构化模型精度不足。

半实物模型v与实际机组控制特性一致

半实物模型

控制器硬件在环统一接口封装技术X

控制器硬件在环

统一接口封装技术

数字封装模型

数字封装模型

控制器程序静态/动态链接库

控制器程序

静态/动态链接库

UCM控

制器封装模型

X不便于推广应用

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研究背景

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口高压直流输电电磁暂态仿真建模

我国直流输电从数量、容量、类型等各方面飞速发展。交直流

我国直流输电从数量、容量、类型等各方面飞速发展。交直流混联电力系统稳定仿真分析需要有能够准确反映在各种典型故障下全过程响应特性的直流系统电磁暂态模型，

与实际工程特性

与实际工程特性

存在较大差距

占用大量计算资源，难以满足大

型电网仿真

精度高但受限投资、场地等因素，无法大面积推广

准东

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Benchmark直流模型

厂家开发的黑盒模型

数模混合仿真系统

准确性低

占用计算资源

通用性不强

科。锡监p扎画特

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青州

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江西浙西

青海

中

直流输电系统电磁暂态仿真模型现状

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口含分布式电源的负荷模型

随着新型电力系统中分布式电源渗透率的逐步提升，负荷侧设备种类多样、功率波动剧烈及敏感度高等问题对大电网的安全稳定性研究提出了巨大的挑战。

参考机电暂态模型结构

实际电力系统(主网)

220kV

110kv(PCC)

聚合等值模型(配网)110kV(POC)

一静态负荷M马达

HI|I补偿电容

A类光伏、直驱风机B类-1不封波、一级封波B类-2二级封波

双馈风机双馈风机

V可继承机电暂态模型的参数X机电模型参数远少于电磁暂态模型，无法满足建模需求

X采用默认参数的电磁暂态模型响应特性仿真精度不够

X未考虑分布式储能以及电动汽车等新型分布式负荷

多样化分布式电源设备负荷电磁暂态仿真模型现状

多样化分布式电源设备

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02研究目标

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研究目标

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总体目标：构建海量异构电力电子设备标准化电磁暂态模型库，在仿真精度、仿真效率、灵活性、易用性之间取平衡，以满足电力系统安全稳定仿真分析需求。

口标准化模型库

涵盖新能源、储能、直流、分布式电源等多种电力电子设备，形成灵活易用的模型库，可按不同需求标准选择；

规范模型结构、建模原则、建模方法、测试方法、应用场景。支撑规划仿真时，可按规划电网特点选择适用的模型。

支撑运行仿真时，可按已投运主要厂家型号选择适用的模型。支撑科学研究时，可按研究需求灵活组态形成所需模型。

可为设备制作厂家提供标准化设计依据。可应用于国内外不同电磁暂态仿真平台。

研究目标

口新能源电磁暂态仿真标准化建模

在仿真准确性、建模灵活性、模型通用性、大电网仿真适应性等方面，满足大规模新能源接入系统的安全稳定特性分析和控制策略优化需求；

包括光伏、风机、储能、SVG等多类设备，以及跟网、构网等多种控制模式，模型库覆盖目前绝大多数主流厂家和型号的实际控制特性。

可针对大规模新能源联网送出、孤岛送出、接入弱系统等场景，选择适用的模型。