[发明专利]基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统及其方法

说明书

本发明涉及一种基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统，包括变电站仿真模块，用于进行变电站仿真；计算引擎模块，与所述的变电站仿真模相连接，通过共享内存接口与变电站仿真模块进行数据交互；内存数据库，与所述的变电站仿真模相连接，用于管理全部变电站实时数据。本发明还涉及一种实现基于PSCAD的特高压直流换流站仿真处理的方法。采用了本发明的基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统及其方法，能够将复杂的特高压直流换流站以变电站仿真系统的经典表现形式表现出来，同时又具备精确的仿真结果。该系统通过特高压直流换流站反故障演习系统的开发，可以开展特高压直流输电系统的故障录波回放、故障重现和自动分析、定位。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及特高压直流换流仿真技术领域，具体是指一种基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统及其方法。

背景技术

传统变电站仿真系统的仿真对象为交流变电站，其内部的潮流计算为稳态的计算(仿真步长为秒级)，一般是采用牛顿拉夫逊法来求解非线性方程组。计算速度快，对于计算仿真中负荷的变化而引起的电力系统潮流的变化来说可以说是实时的，可以满足仿真系统在线监测实时性的目标。

而对于特高压直流换流站而言，由于需要对内部的电力电子器件进行高频地控制，必须进行电磁暂态的仿真(仿真步长为微秒级)才能得到正确的结果，电磁暂态仿真的计算元件采用微分方程或偏微分方程来描述，基于a,b,c三相瞬时值的表达方式和对称矩阵求解，模型描述较为具体和详细，通常需要考虑元件的电磁耦合、非线性以及输电线路的分布参数特征和频率相关特性等，求解过程繁琐、复杂；结合特高压直流换流站复杂的控制保护特性，使得对于特高压直流换流站的仿真还无人问津。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种结果精确、操作简便、适用范围较为广泛的基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统及其方法。

为了实现上述目的，本发明的基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统及其方法如下：

该基于PSCAD实现特高压直流换流站仿真功能的系统，其主要特点是，所述的系统包括：

变电站仿真模块，用于进行变电站仿真；

计算引擎模块，与所述的变电站仿真模相连接，通过共享内存接口与变电站仿真模块进行数据交互；

内存数据库，与所述的变电站仿真模相连接，用于管理全部变电站实时数据。

较佳地，所述的系统还包括事故分析模块，与所述的计算引擎模块相连接，用于通过故障信息反推故障。

该利用上述系统实现基于PSCAD的特高压直流换流站仿真处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)通过PSCAD建立特高压直流换流模型，将其作为计算引擎，并开发交互接口；

(2)通过内存共享的方式与变电站仿真模块进行数据交互。

较佳地，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

(1.1)通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真工具开发特高压直流换流仿真模型；

(1.2)通过PSCAD自定义模型的自定义模型编码方式开发基于共享内存的PSCAD侧应用接口。

较佳地，所述的步骤(1.2)具体包括以下步骤：

(1.2.1)建立自定义模型；

(1.2.2)所述的模型融入EMTDC主程序；

(1.2.3)将PSCAD/EMTDC的公用数组与接口模型关联。

较佳地，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：