北极星智能电网在线讯:摘要:直流电网具有接入灵活、控制灵活、经济性好等优势,受到了工程和学术界的关注,而传统的电力系统建模仿真技术已经不能完全适应直流电网的研究和应用的需要。文中介绍了直流电网建模仿真的最新发展,总结了适用于直流电网的设备模型和仿真方法,提出了建模和仿真技术的挑战。在建模技术方面,总结了AC/DC换流器模型、DC/DC换流器模型、直流开关模型、直流负载模型和直流电网的系统控制模型和实现方法。在仿真技术方面,阐述了直流电网潮流算法的实施方案和挑战;总结了直流电网电磁暂态算法在精确性和效率上的挑战,提出了解决方案;阐述了高效的并行算法和多速率混合仿真的挑战和实现方法;展望了物理仿真技术和数模混合仿真在直流电网的应用和未来发展。
0引言
直流电网是由大量直流端以直流形式互联组成的能量传输系统。它可以实现新能源的平滑接入,有功、无功功率的独立控制,适应性更强的供电模式,灵活和安全的潮流控制。目前世界能源战略发展为直流电网的应用提供了广阔的空间。从输电领域看,传统的电力系统在接纳超大规模、高波动性的新能源和提升用户供电质量方面,面临着技术挑战。直流电网依靠自身灵活可控的优势,成为一种具有前景的解决方案。从配电领域看,考虑到以电动汽车、信息系统设备为代表的直流负荷不断增加,通过建立直流配电网可以减少换流环节,降低损耗;而城市直流配电网可以在减少输电走廊需求的同时增大输送容量,被认为是一种有吸引力的解决方案。随着直流电网受到工程和学术界的关注,为分析和研究服务的直流电网建模仿真技术也成为研究的热点。本文详细调研了各种直流电网模型和仿真的发展和挑战,分析和总结了适合直流电网应用的各种模型和技术,为直流电网仿真技术的应用提出了一些思路。
1、直流电网建模技术的应用和挑战
1.1直流电网建模研究的必要性和挑战
直流电网的设备与传统电力系统的设备有较大的区别,因此,传统的电力系统仿真模型和工具并不能满足直流电网应用的需要。本文认为,直流电网的建模挑战主要有3个方面。
1)相量模型不再适用。
交流系统有明显的主导频率,主要研究50Hz以下的动态特性,以基波相量模型为研究的主要手段。直流电网系统没有主导频率,主要研究宽频带(0~3kHz)特性,不能使用相量模型。
