(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210598090.3 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 国网浙江省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 310014 浙江省杭州市下城区朝晖八 区华电弄 1号 申请人 国电南瑞科技股份有限公司 (72)发明人 马骏超　彭琰　王晨旭　韦徵　 王伟　邓小君　茹心芹　王彤　 曾雨竹　黄全全　杨冬梅　 (74)专利代理 机构 浙江翔隆专利事务所(普通 合伙) 33206 专利代理师 李萌　张建青 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种电磁暂态模型跨平台联合建模及仿真 方法 (57)摘要 本发明为一种电磁暂态模型跨平台联合建 模及仿真方法， 属于新能源电磁暂态建模与仿真 领域， 针对不同电磁暂态建模之间兼容性、 通用 性、 可拓展差的问题， 采用技术方案如下： 一种电 磁暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 包括如 下步骤： S1， 搭建新能源发电系统电磁暂态仿真 模型； S2， 建立具有Interfac e模型接口模 块的数 据转换系统； S3， 在仿真时间内， 在每一个仿真步 长中交互一次数据， 实现联合同步仿真。 本申请 能够基于公共的新能源发电系统一次主电路实 现对新能源发电系统二次控制部分的特性开展 测试， 同时亦可实现不同新能源电磁暂态模型跨 平台互联互通以及联合运行， 为大规模新能源发 电系统的集群 仿真提供技 术支撑。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 114912289 A 2022.08.16 CN 114912289 A 1.一种电磁暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1， 搭建新能源发电系统电磁暂态仿真模型： S1.1， 基于P SCAD/EMTDC软件， 建立 新能源发电系统一次主电路电磁暂态模型； S1.2， 基于 MATLAB软件， 建立 新能源发电系统二次控制部分电磁暂态模型； S2， 基于PSCAD/EMTDC软件和MATLAB软件， 建立具有Interface模型接口模块的数据转 换系统； S3， 在仿真时间内， 在每一个仿真步长中交 互一次数据， 实现联合同步仿真： 步骤3.1， 通过数据转换系统， 采集新能源发电系统一次主电路电磁暂态模型的电气 量， 并输送新能源发电系统一次主电路电磁暂态模型的电气量到新能源发电系统二次控制 部分电磁暂态模型； 步骤3.2， 通过数据转换系统， 调用新能源发电系统二次控制部分电磁暂态模型的调制 电压信号， 并输送逆变 器占空比到新能源发电系统一次主电路电磁暂态模型； 步骤3.1和步骤3.2顺序可互换。 2.根据权利要求1所述的电磁 暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 其特征在于， 所述 步骤2中， 建立数据转换系统过程 为： S2.1， 基于PSCAD/EMTDC软件建立模拟量采样模块、 控制占空比模块和Interface模型 接口模块； S2.2， 基于 MATLAB软件建立模型调用引擎模块和数据传输模块； S2.3， 将模拟量采样模块、 控制占空比模块连接在Interface模型接口模块和新能源发 电系统一次主电路电磁暂态模型之间； S2.4， 将模型调用引擎模块和数据传输模块连接在Interface模型接 口模块和新能源 发电系统二次控制部分电磁暂态模型之间。 3.根据权利要求2所述的电磁 暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 其特征在于， 步骤 3.1具体过程为： 通过所述模拟量采样模块采集所述新能源发电系统一次主电路电磁暂态 模型的电气量； 通过所述Interface模型接口模块存储所述模拟量采样模块采集的一次主 回路电气量信息， 并将一次主回路电气量信息、 二次控制模型名称和路径信息送至所述模 型调用引擎模块； 通过所述模 型调用引擎模块调用Mat lab新能源发电系统二次控制部 分电 磁暂态模型， 并接收所述 Interface模型接口模块送来的一次主回路电气量信息 。 4.根据权利要求2所述的电磁 暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 其特征在于， 步骤 3.2具体过程为： 通过所述数据传输模块， 对新能源二次控制暂态模 型生成的调制电压信号 进行满足PSCAD要求的格式转换， 并送至所述Interface模型接口模块； 通过所述Interface 模型接口模块存储经过格式转换的调制电压信号并返回PSCAD， 通过所述控制占空比模块 处理经过格式转换的调制电压信号形成逆变 器占空比。 5.根据权利要求1所述的电磁 暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 其特征在于， 所述 新能源发电系统一次主电路电磁暂态模 型包括依次相连的新能源电源、 逆变器、 集电线路、 变压器以及并 网电源。 6.根据权利要求1所述的电磁 暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 其特征在于， 所述 新能源发电系统二次控制部 分电磁暂态模型包括交直流电气量标幺化模块、 锁相及电气量 坐标转换模块、 故障保护及高低压穿越 模块、 电压电流控制模块。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114912289 A 2一种电磁暂态 模型跨平台联合 建模及仿真方 法 技术领域 [0001]本发明属于新能源电磁暂态 建模与仿真领域， 特别涉及 一种电磁暂态模型跨平台 联合建模及仿真方法。 背景技术 [0002]大规模新能源发电系统存在间歇性、 波动性和不确定性特点， 大规模并网时将对 电网潮流分布及电压 分布产生较大影响， 电网电能质量及安全运行面临新挑战。 因此， 针对 新能源发电系统的电磁暂态建模与仿真分析， 是分析和刻画大规模新能源接入对电网稳定 影响的重要技 术手段。 [0003]现阶段针对新能源发电系统的电磁暂态建模主流平台包括MATLAB、 PSCAD等， 新能 源发电系统二次控制电磁暂态模型与一次主电路(含电网架构)电磁暂态模型均拥有各自 专业的仿真工具， 且控制多基于Matlab平台搭建实现， Matlab在电力物理系统动态行为在 时间上是连续的， 可用一组微分方程来表示， 通过电力系统仿真工具可对系统当前状态进 行相对精确的估计。 电力规划运行测试单位多基于PSCAD平台搭建含有新能源一次主电路 的场站或电网模型， 信息通信系统是离散系统， 采用离散时间仿 真工具建模， 通过离散状态 模型对网络参数和事 件进行描述。 [0004]现有面向新能源发电系统的电磁暂态模型跨平台联合建模及仿真的研究， 存在以 下问题：①电力规划运行测试单位多基于PSCAD平台搭建含有新能源一次主电路的场站或 电网模型， 新能源发电系统的二次控制部分各厂家不同， 且控制多基于Matlab平台搭建实 现， 电力规划 运行测试单位不关心新能源二次控制的具体实现， 并且电网仿真中涉及的新 能源设备厂家众多， 不同区域电网仿真涉及的厂家控制逻辑不同， 仿真平台兼容性、 通用 性、 可拓展性均较差， 统一建模工作量大、 效率低， 不切实际。 ②跨平台联合仿真过程中， 不 同电磁暂态平台难以实现电气物理量与 功率开关管脉冲控制 信号的时序同步。 如何实现基 于不同平台构建的新能源发电系统电磁暂态模型 互联互通以及交互运行， 跨平台的新能源 发电系统电磁暂态融合建模技 术亟待解决。 发明内容 [0005]针对不同电磁暂态建模之间兼容性、 通用性、 可拓展差的问题， 本发明的目的在于 提供一种面向新能源发电系统的电磁暂态模型跨平台联合建模及仿 真方法， 实现对不同开 发者构建的新能源发电系统二次控制部 分的电磁暂态模型进 行汇集， 并基于公共的新能源 发电系统一次主电路实现对新能源发电系统二次控制部 分的特性开展测试， 同时亦可实现 不同新能源电磁暂态模型跨平台互联互通以及联合运行， 为大规模新能源发电系统的集群 仿真提供技术支撑， 实现基于不同平台构建的新能源发电系统电磁暂态模 型互联互通以及 交互运行， 以解决现有技 术中存在的兼容 性、 通用性、 可拓展差的问题。 [0006]本发明采用技术方案如下： 一种电磁暂态模型跨平台联合建模及仿真方法， 包括 如下步骤：说　明　书 1/5 页 3 CN 114912289 A 3