源網聯合實時仿真系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種源網聯合實時仿真系統。該系統包括：源側仿真機集群、協調服務器、網側實時數字仿真儀RTDS系統、電網能量管理系統EMS、自動發電控制AGC調度系統。通過本實用新型專利技術，一方面通過源側仿真機集群實現了各類發電機組的仿真，另一方面結合網側RTDS系統實現了電網側仿真。通過源網聯合仿真，解決了相關技術中的電力系統仿真平臺無法有效模擬各類電網及各類發電機組故障的問題，可以實現源、網、多級調度中心之間的全景式聯合仿真，為大規模新能源并網后電網調度新機制的研究提供了條件。

Source network joint real time simulation system

The utility model provides a combined real-time simulation system for source network. The system includes: source side simulator cluster and coordination server, network side real-time digital simulator RTDS system, power grid energy management system EMS and automatic generation control AGC scheduling system. Through the utility model, on the one hand, through the source side simulator cluster, the simulation of various generator sets is realized; on the other hand, the power grid side simulation is realized by combining the network side RTDS system. Through the joint source network simulation, solves the simulation platform of power system related technology can not effectively simulate various types of generators and grid faults can be combined simulation between panoramic source, network, multi-level dispatching center, provides conditions for the research of large-scale new energy grid electricity dispatching system.

【技術實現步驟摘要】
源網聯合實時仿真系統
本技術涉及電力系統中區域電網與各類電源間的實時仿真
，具體而言，涉及一種源網聯合實時仿真系統。
技術介紹
面對化石能源日益枯竭、環境污染、氣候變化等人類共同的難題，大力開發利用風能、太陽能、生物質能等新能源，提升傳統能源利用效率，已成為世界各國的基本共識和應對策略。作為國際化旅游城市，海南省對節能減排和環境保護有著更高的要求。截至2015年底，海南省風電總裝機容量已達到31.1萬千瓦，占總裝機容量的5.3％。“十二五”期間，海南電網公司將投入250億元加速海南電網建設，同時加快解決新能源、可再生能源、分布式綜合供能系統有效接入電網的技術和經濟政策問題，重點推動海上風電開發利用，預計到“十二五”末海南電網清潔能源發電裝機比例將達50％以上。目前，海南省已建有華能文昌風電場、東方感城風電場、東方風電場、儋州峨蔓風電場、中海油四更風電場等5個風電項目，海上風電預計可開發裝機約500萬千瓦。在太陽能發電方面，目前海南省已建有臨高縣20MW光伏并網示范工程，東方廣壩50MW太陽能發電項目等多個大型光伏電站，臨高縣20MW光伏并網示范工程和東方廣壩50MW太陽能發電項目均已經建成并網因此，風力發電與太陽能發電作為海南省目前主要的新能源發電型式，具有廣闊的發展前景。然而，以風電、太陽能發電為代表的新能源電力具有隨機波動性、不確定性以及反調峰特性，而且這些特性隨季節、氣候、局部氣象/地理條件等因素的變化而不同。特別是海南以旅游業為主，沒有大型工業，負荷主要以居民用電負荷為主，這種負荷特性與風電的出力特性間的不一致性，即反調峰特性更為突出。同時，頻率穩定問題是困擾海南電網運行的一個問題。而且海南受地理位置影響，易遭受颶風等極端天氣的侵襲，這極易造成風電、光電等新能源電源的出力驟變，加劇頻率穩定問題。因此，新能源電力規模化并網將對海南電網的運行控制提出了新的挑戰。目前，國內外已有很多針對新能源特性和電力系統分析控制方法的理論研究。但是，現有的電力系統仿真平臺僅考慮電網的電磁暫態特性，尚沒有能夠統一考慮各種電源控制響應特性的全動力過程仿真平臺，因此對于電網中新能源的接入量對電網安全穩定運行的影響很難給出切合實際的定量化分析結論。
技術實現思路
本技術提供了一種源網聯合實時仿真系統，以至少解決相關技術中的電力系統仿真平臺無法有效模擬各類電網及各類發電機組故障的問題。根據本技術的一個方面，提供了一種源網聯合實時仿真系統，包括：源側仿真機集群、協調服務器、網側實時數字仿真儀RTDS系統、電網能量管理系統EMS、自動發電控制AGC調度系統，其中，所述源側仿真機集群中的每個源側仿真機分別與所述協調服務器連接；所述協調服務器與所述網側RTDS系統連接；所述網側RTDS系統分別與所述EMS和所述AGC調度系統連接；所述EMS與所述AGC調度系統建立通訊連接。可選地，所述源側仿真機集群包括以下至少之一：一個或多個風電機組仿真機、一個或多個火電機組仿真機、一個或多個水電機組仿真機、一個或多個核電機組仿真機、一個或多個光伏發電機組仿真機。可選地，所述風電機組仿真機包括：風模型模塊、風力機模型模塊、傳動鏈模型模塊、發電機模型模塊、變流器模型模塊。可選地，所述火電機組仿真機包括：機組動態模型模塊和協調控制系統，其中，所述機組動態模型模塊包括：鍋爐動態單元、汽輪機動態單元、發電機動態單元；所述協調控制系統包括：鍋爐主控模塊、汽機主控模塊、汽輪機數字電液控制DEH模塊、頻差校正模塊。可選地，所述水電機組仿真機包括：AGC模塊、電子調節器模塊、執行機構模塊、引水和泄水模塊、水輪發電機組模塊和測量模塊。可選地，所述核電機組仿真機包括：中子動態模型模塊、堆芯燃料及冷卻劑溫度模型模塊、一回路冷卻劑管道模型模塊、蒸汽發生器模型模塊、冷卻劑泵模型模塊、反應堆功率控制系統模型模塊、汽輪機模型模塊、汽機調速器模型模塊。可選地，所述光伏發電機組仿真機包括：光伏電池組模型模塊、直流-直流DC-DC模塊、直流-交流DC-AC模塊、濾波升壓模塊、逆變器控制模塊和最大功率跟蹤MPPT模塊。可選地，所述網側RTDS系統通過GTFPGA接口卡與所述協調服務器連接。可選地，所述網側RTDS系統通過GTNET接口卡與所述EMS和所述AGC調度系統連接。通過本技術，采用由源側仿真機集群、協調服務器、網側實時數字仿真儀RTDS系統、電網能量管理系統EMS、自動發電控制AGC調度系統構成的源網聯合實時仿真系統，一方面通過源側仿真機集群實現了各類發電機組的仿真，另一方面結合網側RTDS系統實現了電網側仿真。通過源網聯合仿真，解決了相關技術中的電力系統仿真平臺無法有效模擬各類電網及各類發電機組故障的問題，可以實現源、網、多級調度中心之間的全景式聯合仿真，為大規模新能源并網后電網調度新機制的研究提供了條件。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1是根據本技術實施例的源網聯合實時仿真系統的結構框圖；圖2是根據本技術實施例的火電機組仿真機的結構示意圖；圖3是根據本技術實施例的水電機組仿真機的結構示意圖；圖4是根據本技術實施例的核電機組仿真機的結構示意圖；圖5是根據本技術實施例的光伏發電機組仿真機的結構示意圖。具體實施方式下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。在本實施例中提供了一種源網聯合實時仿真系統。圖1是根據本技術實施例的源網聯合實時仿真系統的結構框圖，如圖1所示，該系統包括：源側仿真機集群1、協調服務器2、網側實時數字仿真儀RTDS系統3、電網能量管理系統EMS4、自動發電控制AGC調度系統5，其中，源側仿真機集群1中的每個源側仿真機分別與協調服務器2連接；協調服務器2與網側RTDS系統3連接；網側RTDS系統3分別與EMS4和AGC調度系統5連接；EMS4與AGC調度系統5建立通訊連接。上述系統利用源側仿真機集群1的火電、風電、抽水蓄能等源側仿真機可以模擬實際機組的動態特性，網側RTDS系統3提供實際電網的建模和仿真平臺，EMS4和自動發電控制AGC調度系統5可以模擬多級調度中心。通過上述系統可以實現源、網、多級調度中心之間的全景式聯合仿真，為大規模新能源并網后電網調度新機制的研究提供條件。RTDS系統具有高度并行計算能力、可擴展性和多種數據接口使其在大電網運行分析和閉環測試實驗等方面具有前景，但由于模型差異、規模限制等因素，RTDS仿真模型一般來說是針對實際系統按照一定規則簡化之后的等值系統。因此，可以結合現有RTDS硬件資源，首先在考慮保留電網動態特性的前提下，確定電網的保留區域及網架結構，進行網架部分的等值，外網部分則以無窮大電源的形式接入。然后再在RTDS仿真平臺上進行實際電網等值系統的建模仿真，并通過修改參數、元件選型等操作，建立上述的網側RTDS系統3，保證RTDS的仿真輸出與實際電網保持一致。EMS4和AGC調度系統5在本實施例中作為模擬控制中心，接收來自網側RTDS系統3的實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種源網聯合實時仿真系統，其特征在于包括：源側仿真機集群、協調服務器、網側實時數字仿真儀RTDS系統、電網能量管理系統EMS、自動發電控制AGC調度系統，其中，所述源側仿真機集群中的每個源側仿真機分別與所述協調服務器連接；所述協調服務器與所述網側RTDS系統連接；所述網側RTDS系統分別與所述EMS和所述AGC調度系統連接；所述EMS與所述AGC調度系統建立通訊連接。

【技術特征摘要】
1.一種源網聯合實時仿真系統，其特征在于包括：源側仿真機集群、協調服務器、網側實時數字仿真儀RTDS系統、電網能量管理系統EMS、自動發電控制AGC調度系統，其中，所述源側仿真機集群中的每個源側仿真機分別與所述協調服務器連接；所述協調服務器與所述網側RTDS系統連接；所述網側RTDS系統分別與所述EMS和所述AGC調度系統連接；所述EMS與所述AGC調度系統建立通訊連接。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述源側仿真機集群包括以下至少之一：一個或多個風電機組仿真機、一個或多個火電機組仿真機、一個或多個水電機組仿真機、一個或多個核電機組仿真機、一個或多個光伏發電機組仿真機。3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述風電機組仿真機包括：風模型模塊、風力機模型模塊、傳動鏈模型模塊、發電機模型模塊、變流器模型模塊。4.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述火電機組仿真機包括：機組動態模型模塊和協調控制系統，其中，所述機組動態模型模塊包括：鍋爐動態單元、汽輪機動態單元、發電機動態單元；所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉紅巖，方連航，梁鈺，朱望誠，
申請(專利權)人：海南電力技術研究院，
類型：新型
國別省市：海南,46