[发明专利]一种风电机组电磁暂态建模仿真方法和系统

说明书

本发明提供了一种风电机组电磁暂态建模仿真方法。该法包括：将预先获取的风电机组控制设备代码移植到实时仿真平台RT_LAB中，并在RT_LAB中将预先建立的风电机组初始电磁暂态实时仿真模型链接移植后的代码进行模型编译，得到风电机组电磁暂态实时仿真模型可执行目标程序；在RT_LAB实时仿真平台中分配仿真节点，并在仿真节点中加载风电机组电磁暂态实时仿真模型可执行目标程序，执行仿真操作。本发明提供的技术方案不依赖实时仿真设备，通过生成支持实时仿真的动态链接库的方法，为风电机组电磁暂态实时仿真提供了关键的算法库。

技术领域

本发明涉及新能源发电单元实时仿真建模领域，具体涉及一种风电机组电磁暂态建模仿真方法和系统。

背景技术

风能和太阳能资源潜力巨大，高比例新能源格局已初步形成。新能源基地送端电网电力电子化特征日趋明显，可再生能源发电基地直流外送系统中，电力电子发电装备数量巨大，控制复杂且存在多时间尺度耦合，基地间及其与直流输电的动态相互作用加剧，系统振荡呈宽频带、时变和多形态特征。可再生能源发电基地直流外送系统的暂态行为演化规律复杂化，系统暂态稳定分析面临巨大困难，亟需探索新条件下系统暂态稳定机理，亟需通过建立含大规模新能源集群的区域电网电磁暂态仿真模型，仿真复现电网失稳及暂态压升现象，为大规模新能源集群送出系统稳定性分析提供一种新的电磁暂态仿真手段，支撑电网安全稳定运行。

针对区域性机群风电场电磁暂态建模用普通的常用的仿真工具无法实现，因为仿真规模太大，运算速度特别慢，仿真效率很低。基于RT_LAB的实时建模仿真方法采用离散的解算方法，通过对模型进行分割，分核运行的方法可以大大提高仿真运行效率，使得区域性机群风电场电磁暂态建模仿真可行，从而为研究大规模新能源电站接入电力系统对电网安全稳定运行的研究提供了技术手段。

区域性机群风电场中用到的新能源发电设备型号繁多，为了研究新能源电站各种故障状态下的暂态响应，需要对电站中各发电单元进行高精度建模，即其暂态特性需与实际的物理发电单元高度一致。快速实现高精度区域性机群风电场电磁暂态建模实时仿真，需要新能源发电设备厂家提供与区域风电场运行一致的s-function模块和成套的控制算法源文件，而这些控制算法源文件是企业的知识产权，无厂家愿意提供，这给快速区域性机群风电场电磁暂态建模带来了困难。

Matlab仿真软件自带的S-function提供了扩展Simulink模块库，它的形式十分通用，能够支持连续系统、离散系统和混合系统。S-function采用一种特定的调用语法，可实现C语言或是C++语言函数和Simulink解法器进行交互。利用matlab的s-function模块，调用实际设备控制中运行的C语言或是C++语言进行高精度仿真建模方法在研发能力比较强的新能源发电设备厂家有应用。RT_LAB实时仿真软件完全兼容Matlab软件，而且可将matlab的s-function模块中调用的源文件生成一个动态链接库，实时仿真过程中可只依赖动态链接库文件，而无需源文件。

在区域性机群风电场建模中用到发电设备涉及的厂家和型号特别多，利用基于matlab的s-function模块实现高精度建模需要在实时仿真设备上用设备厂家的核心控制算法生成动态链接库，这种方法有两个必要条件，其一是实时仿真设备，其二是发电设备的核心控制算法，但是现在这两个必要条件无法同时具备，并且实时仿真设备与部分办公加密软件还存在不兼容的情况。

发明内容

为了在有效保护发电设备厂家知识产权不受侵害的基础上，不依赖实时仿真设备，又不受加密办公软件的限制实现快速和精确风电场风电机组电磁暂态实时建模，本发明提出了一种把matlab模型结合用c语言或是c++语言写的源代码生成支持实时仿真用动态链接库的方法，解决实时仿真用风电机组换流器控制算法动态库的手动独立生成问题，使其在普通的linux环境下就可以生成支持实时仿真用的动态库。新能源发电设备换流器厂家研发人员利用该方法可以快速生成实时仿真用单机模型，为快速精准和精细化风电场电磁暂态建模做准备。

本发明提供的技术方案是：