[发明专利]柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法和系统

说明书

本发明提供了一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法和系统，包括：分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果。本发明有效避免误差无穷大情况的发生，合理利用海量数据，将两套模型的真实模拟程度做到最全面、最恶劣工况下的精细对比，保证了误差计算结果的精确度和可靠性。为柔性直流输电物理动模平台的设计提供数据参考。

技术领域

本发明属于柔性直流输电低压物理动模平台仿真领域，具体涉及一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法和系统。

背景技术

基于电压源型换流器的柔性直流输电技术是有力提高可再生能源利用效率和大电网运行安全性的有效手段，是未来孤岛供电、海上风电等清洁能源并网、直流电网必不可少的输电形式之一。由于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)构成的柔性直流输电系统包含大量的非线性电力电子开关器件，开关暂态特性极为复杂，而传统的离线仿真和实施数字仿真均存在不同程度的等效精度问题，无法真正体现出工程上换流阀暂态时开关器件的瞬态特性。柔性直流输电低压物理动模平台采用真实的电力开关器件进行等比例缩小搭建，不存在非线性等效模拟误差问题，且所有元件的参数均按照工程原型进行等惯性时间常数、等相似比折算，整体外特性及器件级开关特性几乎与工程原型保持一致。动模系统可对VBC解闭锁、主动均压、环流抑制、本体故障开展模拟试验，可模拟工程换流阀一次参数的分散特性，进而验证VBC的自主均压控制策略是否有效。同时可对工程控制保护系统提供一种高效的仿真和测试技术手段，对今后直流输电工程设备的研发及测试工作具有重要意义，有助于柔性直流输电技术的发展和大规模应用。

柔性直流输电低压物理动模平台包含元器件众多，参数计算过程复杂，投入成本高，周期长，一旦平台搭建起来后，很难再去调整元器件物理参数。因此在对低压物理动模平台完成参数设计后，需要首先进行数字仿真模型搭建，并与工程原型的数字仿真模型进行各种工况误差对比分析，保证参数设计合理。现有的仿真模型误差对比方法以相对误差计算居多，将真值作为分母，对比量与真值做差取绝对值作为分子，二者相除计算该时刻相对误差百分比。对于同一个电气变量来说，其时域上两条波形有可能拟合度很高，几乎完全重合，但某一时刻对应数值可能在0附近，按此方法计算出来的相对误差会无穷大，与实际情况不符，不适用于动模平台与工程原型对比精度误差分析。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法，包括：

分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；

根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果。

优选的，所述分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果，包括：

在额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种相同工况下，保持仿真步长和仿真时长一致，分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真；

根据预设仿真步长分别选取预设时间内物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型中电气量的离散数据作为仿真结果；

其中，所述电气量包括直流电压、直流电流、有功功率、阀侧三相电压、三相电流和桥臂电流。