一种电压穿越控制仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电压穿越控制仿真方法及系统，包括：对发电系统设备运行状态进行分类；根据发电系统设备运行状态设定状态转移逻辑，根据所述转移逻辑更新发电系统设备运行状态；根据发电系统设备运行状态建立控制策略；将运行状态对应的控制策略添加到发电系统设备仿真模型的控制模块中，进行控制仿真，本发明专利技术提供的一种可应用于风力发电系统、光伏发电系统、储能发电系统等发电系统的通用型高低电压穿越控制仿真方法，在保证仿真精度的情况下实现同一模型模拟不同型号设备，减少了模型和参数的管理和维护成本，直观表征发电系统运行状态和运行状态的转移，增强发电系统高低电压穿越控制仿真分析能力，进一步提升电力系统仿真软件性能。

A simulation method and system for voltage ride through control

The present invention relates to a simulation method and system for voltage traverse control, which includes: classifying the operation status of power generation system equipment; setting state transition logic according to the operation status of power generation system equipment, updating the operation status of power generation system equipment according to the transfer logic; and establishing control strategy according to the operation status of power generation system equipment. The control strategy corresponding to the running state is added to the control module of the equipment simulation model of the power generation system to control the simulation. The present invention provides a general high and low voltage traverse control simulation method which can be applied to wind power generation system, photovoltaic power generation system, energy storage power generation system and other power generation systems to ensure the simulation. With true accuracy, the same model can simulate different types of equipment, reduce the cost of management and maintenance of model and parameters, visually represent the transfer of operation state and operation state of power generation system, enhance the simulation analysis ability of high and low voltage traversing control of power generation system, and further improve the performance of power system simulation software.

【技术实现步骤摘要】
一种电压穿越控制仿真方法及系统
本专利技术涉及电力系统仿真领域，具体涉及一种电压穿越控制仿真方法及系统。
技术介绍
以风能、太阳能为代表的大规模可再生能源并网发电是电力系统发展趋势，随着在电力系统中装机容量所占比例逐渐增大，它对电力系统的影响也逐步凸显，具备高低电压穿越能力成为大规模新能源发电系统以及储能发电系统接入电网的基本前提，因此需要研究开发高低电压穿越控制仿真方法，解决具备高低电压穿越能力的大规模新能源发电系统以及储能发电系统并网仿真问题。国内外现有电力系统仿真软件如PSASP、BPA、PSS/E、PSCAD等均提供了风力发电系统、光伏发电系统、储能发电系统等发电系统的仿真模型，也具备高低电压穿越控制仿真能力，但不具备通用性，且不能直观的表征发电系统运行状态的转移，对于不同型号设备需采用不同的复杂仿真模型，仿真分析时控制策略选择与参数调试复杂繁琐，或是控制仿真模型简单、不完备，不能准确反映实际发电系统动态特性，实现逻辑与本方法不同。
技术实现思路
为解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种电压穿越控制仿真方法及系统，本专利技术可应用于风力发电系统、光伏发电系统、储能发电系统等发电系统的通用型高低电压穿越控制仿真方法，在保证仿真精度的情况下实现同一模型模拟不同型号设备，减少了模型和参数的管理和维护成本，直观表征发电系统运行状态和运行状态的转移，增强发电系统高低电压穿越控制仿真分析能力，进一步提升电力系统仿真软件性能。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术还提供一种电压穿越控制仿真方法，其改进之处在于：对发电系统设备运行状态进行分类；根据发电系统设备运行状态设定状态转移逻辑，根据所述转移逻辑更新发电系统设备运行状态；根据发电系统设备运行状态建立控制策略；将运行状态对应的控制策略添加到发电系统设备仿真模型的控制模块中，进行控制仿真。进一步地，根据发电系统设备运行状态设定状态转移逻辑包括：根据所述设备运行状态设计转移判据；结合发电系统设备电气量测值和所述转移判据设定状态转移逻辑。进一步地，所述发电系统设备运行状态包括：正常运行状态，对应发电系统并网点电压处于稳定电压运行区间；穿越失败运行状态，包括：低电压穿越失败运行状态和高电压穿越失败运行状态；穿越中运行状态，包括：低电压穿越中运行状态和高电压穿越中运行状态；穿越恢复运行状态，包括低电压穿越恢复运行状态和高电压穿越恢复运行状态。进一步地，所述转移判据包括：高电压穿越失败判据、低电压穿越失败判据、高电压穿越判据、低电压穿越判据、电压穿越恢复判据，以及穿越恢复转正常运行判据。进一步地，所述高电压穿越失败判据，依据发电系统设备承受电压变化能力设定，包括：当发电系统并网点电压高于第一电压阈值，且持续第一时间段；当发电系统并网点电压高于第二电压阈值；所述低电压穿越失败判据，依据发电系统设备承受电压变化能力设定，包括：当发电系统并网点电压低于第三电压阈值，且持续第二时间段；当发电系统并网点电压低于第三电压阈值；所述高电压穿越判据，依据发电系统控制参数设定，包括：当发电系统并网点电压高于第四电压阈值，且持续第三时间段；当发电系统并网点电压高于第四电压阈值；所述低电压穿越判据，依据发电系统控制参数设定，包括：当发电系统并网点电压低于第五电压阈值，且持续第四时间段；当发电系统并网点电压低于第五电压阈值；所述电压穿越恢复判据，包括：当发电系统并网点电压处于第一电压运行区间，且持续第五时间段；当发电系统并网点电压处于第一电压运行区间；所述穿越恢复转正常运行判据，包括：当发电系统并网点电压处于第二电压运行区间，且持续第六时间段，且发电系统功率恢复至穿越前功率第一功率阈值；当发电系统并网点电压处于第三电压运行区间，且发电系统功率恢复至穿越前功率第二功率阀值。进一步地，所述第一电压阈值为1.2p.u.；所述第二电压阈值为1.3p.u.；所述第三电压阈值为0.2p.u.；所述第四电压阈值为1.1p.u.；所述第五电压阈值为0.9p.u.；所述第一电压运行区间、第二电压运行区间和第三电压运行区间均为0.9～1.1p.u.；所述；所述第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段、第五时间段和第六时间段的取值均为：0.05～0.2s；所述第一功率阈值和第二功率阀值的取值均为：穿越前功率的95％。进一步地，所述运行状态转移逻辑，包括：当前发电系统处于正常运行状态的转移逻辑如下：若电网电压量测值达到高电压穿越失败判据，则发电系统进入高电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越失败判据，则发电系统进入低电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到高电压穿越判据，则发电系统进入高电压穿越中运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越判据，则发电系统进入低电压穿越中运行状态；优选的，当前发电系统处于穿越中运行状态的转移逻辑如下：若电网电压量测值达到高电压穿越失败判据，则发电系统进入高电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越失败判据，则发电系统进入低电压穿越失败运行状态；若发电系统当前运行状态为高电压穿越中运行状态，且电网电压量测值达到电压穿越恢复判据，则发电系统进入高电压穿越恢复运行状态；若发电系统当前运行状态为低电压穿越中运行状态，且电网电压量测值达到电压穿越恢复判据，则发电系统进入低电压穿越恢复运行状态；优选的，当前发电系统处于穿越恢复运行状态的转移逻辑如下：若电网电压量测值达到高电压穿越失败判据，则发电系统进入高电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越失败判据，则发电系统进入低电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到高电压穿越判据，则发电系统进入高电压穿越中运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越判据，则发电系统进入低电压穿越中运行状态。若电网电压量测值达到穿越恢复转正常运行判据，则发电系统进入正常运行状态。进一步地，所述控制策略包括：确定发电系统处于穿越中和穿越恢复运行状态的控制方式；所述处于穿越中的控制方式包括：无控制方式，用于不改变发电系统有功电流分量和无功电流分量；指定电流控制；指定功率控制；所述处于穿越恢复运行状态的控制方式包括：无控制方式，用于不改变发电系统有功电流分量和无功电流分量；指定斜率恢复控制，用于控制发电系统有功电流分量和无功电流分量变化速率；指定曲线恢复控制，用于控制发电系统有功电流分量和无功电流分量按指定曲线形式变化。进一步地，所述指定功率控制包括：确定处于高电压穿越中运行状态和低电压穿越中运行状态的指定功率表达式；优选的，高电压穿越中运行状态的指定电流表达式为：IpHVRT＝K1_Ip_HV*Vt+K2_Ip_HV*Ip0+Ipset_HVIqHVRT＝K1_Iq_HV*(VHin-Vt)+K2_Iq_HV*Ip0+Iqset_HV低电压穿越中运行状态的指定电流表达式为：IpLVRT＝K1_Ip_LV*Vt+K2_Ip_LV*Ip0+Ipset_LVIqLVRT＝K1_Iq_LV*(VLin-Vt)+K2_Iq_LV*Ip0+Iqset_LV优选的，高电压穿越中运行状态的指定功率表达式为：IpHVRT＝(KP_HV*P0+Pset_HV)/VtIqHVRT＝(KQ_HV*Q0+Qset_HV)/Vt低电压穿越中运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压穿越控制仿真方法，其特征在于：对发电系统设备运行状态进行分类；根据发电系统设备运行状态设定状态转移逻辑，根据所述转移逻辑更新发电系统设备运行状态；根据发电系统设备运行状态建立控制策略；将运行状态对应的控制策略添加到发电系统设备仿真模型的控制模块中，进行控制仿真。

【技术特征摘要】
1.一种电压穿越控制仿真方法，其特征在于：对发电系统设备运行状态进行分类；根据发电系统设备运行状态设定状态转移逻辑，根据所述转移逻辑更新发电系统设备运行状态；根据发电系统设备运行状态建立控制策略；将运行状态对应的控制策略添加到发电系统设备仿真模型的控制模块中，进行控制仿真。2.如权利要求1所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，根据发电系统设备运行状态设定状态转移逻辑包括：根据所述设备运行状态设计转移判据；结合发电系统设备电气量测值和所述转移判据设定状态转移逻辑。3.如权利要求1所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，所述发电系统设备运行状态包括：正常运行状态，对应发电系统并网点电压处于稳定电压运行区间；穿越失败运行状态，包括：低电压穿越失败运行状态和高电压穿越失败运行状态；穿越中运行状态，包括：低电压穿越中运行状态和高电压穿越中运行状态；穿越恢复运行状态，包括低电压穿越恢复运行状态和高电压穿越恢复运行状态。4.如权利要求2所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，所述转移判据包括：高电压穿越失败判据、低电压穿越失败判据、高电压穿越判据、低电压穿越判据、电压穿越恢复判据，以及穿越恢复转正常运行判据。5.如权利要求4所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，所述高电压穿越失败判据，依据发电系统设备承受电压变化能力设定，包括：当发电系统并网点电压高于第一电压阈值，且持续第一时间段；当发电系统并网点电压高于第二电压阈值；所述低电压穿越失败判据，依据发电系统设备承受电压变化能力设定，包括：当发电系统并网点电压低于第三电压阈值，且持续第二时间段；当发电系统并网点电压低于第三电压阈值；所述高电压穿越判据，依据发电系统控制参数设定，包括：当发电系统并网点电压高于第四电压阈值，且持续第三时间段；当发电系统并网点电压高于第四电压阈值；所述低电压穿越判据，依据发电系统控制参数设定，包括：当发电系统并网点电压低于第五电压阈值，且持续第四时间段；当发电系统并网点电压低于第五电压阈值；所述电压穿越恢复判据，包括：当发电系统并网点电压处于第一电压运行区间，且持续第五时间段；当发电系统并网点电压处于第一电压运行区间；所述穿越恢复转正常运行判据，包括：当发电系统并网点电压处于第二电压运行区间，且持续第六时间段，且发电系统功率恢复至穿越前功率第一功率阈值；当发电系统并网点电压处于第三电压运行区间，且发电系统功率恢复至穿越前功率第二功率阀值。6.如权利要求5所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，所述第一电压阈值为1.2p.u.；所述第二电压阈值为1.3p.u.；所述第三电压阈值为0.2p.u.；所述第四电压阈值为1.1p.u.；所述第五电压阈值为0.9p.u.；所述第一电压运行区间、第二电压运行区间和第三电压运行区间均为0.9～1.1p.u.；所述；所述第一时间段、第二时间段、第三时间段、第四时间段、第五时间段和第六时间段的取值均为：0.05～0.2s；所述第一功率阈值和第二功率阀值的取值均为：穿越前功率的95％。7.如权利要求2所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，所述运行状态转移逻辑，包括：当前发电系统处于正常运行状态的转移逻辑如下：若电网电压量测值达到高电压穿越失败判据，则发电系统进入高电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越失败判据，则发电系统进入低电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到高电压穿越判据，则发电系统进入高电压穿越中运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越判据，则发电系统进入低电压穿越中运行状态；优选的，当前发电系统处于穿越中运行状态的转移逻辑如下：若电网电压量测值达到高电压穿越失败判据，则发电系统进入高电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越失败判据，则发电系统进入低电压穿越失败运行状态；若发电系统当前运行状态为高电压穿越中运行状态，且电网电压量测值达到电压穿越恢复判据，则发电系统进入高电压穿越恢复运行状态；若发电系统当前运行状态为低电压穿越中运行状态，且电网电压量测值达到电压穿越恢复判据，则发电系统进入低电压穿越恢复运行状态；优选的，当前发电系统处于穿越恢复运行状态的转移逻辑如下：若电网电压量测值达到高电压穿越失败判据，则发电系统进入高电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越失败判据，则发电系统进入低电压穿越失败运行状态；若电网电压量测值达到高电压穿越判据，则发电系统进入高电压穿越中运行状态；若电网电压量测值达到低电压穿越判据，则发电系统进入低电压穿越中运行状态。若电网电压量测值达到穿越恢复转正常运行判据，则发电系统进入正常运行状态。8.如权利要求1所述的电压穿越控制仿真方法，其特征在于，所述控制策略包括：确定发电系统处于穿越中和穿越恢复运行状态的控制方式；所述处于穿越中的控...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐希望，安宁，李芳，孙璐，何蕾，李文臣，李亚楼，田芳，黄彦浩，赵敏，丁平，陈兴雷，李木一，蔡靖，杨晓煜，田鹏飞，文晶，施浩波，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江西省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11