一种包含微网群的主动配电网性能测试方法技术

本发明专利技术提供了一种包含微网群的主动配电网性能测试方法，包括如下步骤：对包含微网群的主动配电网进行多尺度建模；创建面向策略验证的主动配电网动态全过程数字仿真测试系统；创建面向设备测试的电力‑信息数模混合实时仿真测试系统；基于电力‑信息数模混合实时仿真测试系统对即插即用分布式电源与群控设备进行测试；基于电力‑信息数模混合实时仿真测试系统对主动配电网开放互动协调控制系统进行测试。本发明专利技术通过电力‑信息数模混合实时仿真测试平台实现物理设备电气和通信接口的无缝连接和等值模型选取与切换，测试分布式电源并网装置的即插即用功能，防止设备故障和在线调试影响系统安全性，降低运行风险，提高分布式电源的综合效益。

A micro network performance test method for active distribution network

The invention provides a micro network containing active distribution network performance test method, which comprises the following steps: multi-scale modeling of active distribution network containing micro network; create active distribution network oriented dynamic verification strategy of the whole process of digital simulation test system for testing the electrical equipment; create information hybrid real time simulation test power information system; mixed real-time simulation testing system of plug in distributed power supply and test control equipment based on electric power; information mixed real-time simulation test system for active distribution network interactive coordination control system based on test. Select and switch the power information hybrid real-time simulation test platform to realize physical electrical equipment and communication interface and seamless connection of the equivalent model, distributed power grid test device plug and play function, prevent equipment failure and online debugging influence the security of the system, reduce the operation risk, improve the overall efficiency of the distributed power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种包含微网群的主动配电网性能测试方法
本专利技术属于电力系统电源调度领域，特别涉及一种包含微网群的主动配电网性能测试方法。
技术介绍
随着全球能源危机问题的日渐突出，以及电力行业科学发展的需求，建立安全、高效、绿色、坚强的智能电网已成为新时期全球电力行业发展的主旋律。作为智能电网的关键之一，大力开发利用分布式电源(DERs，DistributedEnergyResources)，包括光伏发电系统、风力发电系统、储能系统、微型燃气轮机等，已成为我国能源可持续发展战略关注的焦点。分布式电源的高密度接入主要有两种形式，一是各种形式分布式电源集群接入配电网，可以作为“虚拟电源群”为现有供电电源提供有益而重要的补充。此外，也可以通过微电网这种由分布式电源、储能装置、负荷、监控和保护装置共同组成的自治型发用电系统接入配电网，提高能源综合利用效率，协调电网和分布式电源间的矛盾；当多个微电网在中压或低压配网中地理位置接近，可互联形成微网群，既具有完备的微电网特征和功能又具有接受和执行群级调度和协调控制命令共同完成群体共同运行目标的功能。在高密度、高渗透率微网群/虚拟电源群接入背景下，储能装置、电动汽车、柔性负荷的互动协调控制等众多新的需求将给传统被动无源的配电系统带来巨大变化，使之向主动有源的配电系统过渡。主动配电网(ADNs，Activedistributionnetworks)是智能电网领域的研究重点，与传统配电网相比，具有较为完善的可观可控水平以及主动自愈调控的物理条件，实现接入的大量分布式能源全频段消纳和优化，以保证电网安全、经济、高效运行。从“被动无源”到“主动有源”这一过渡过程对配电网在规划设计、运行调度、控制保护、仿真分析等诸多方面提出新的要求。发展快速有效的仿真技术和仿真平台对主动配电网的各种稳态、暂态行为特征进行分析，进而为配电网规划设计、优化调度、控制策略验证、自动故障定位与隔离、网络自愈、保护设备整定、实际物理设备试验等提供基本的技术手段与技术平台，成为迫切而意义重大的研究课题。
技术实现思路
本专利技术围绕面向微电网群/虚拟电源群的主动配电网，以微网群/虚拟电源群与配网交互机理及多尺度建模方法为切入点、以主动配电网动态全过程数字仿真测试平台研发、电力-信息数模混合实时仿真测试平台研发为关键研究内容，验证群控群调策略的有效性，测试群控装置、保护测量装置等一二次设备的功能性。本专利技术具体为一种包含微网群的主动配电网性能测试方法，通过动态全过程数字仿真测试平台对所述包含微网群的主动配电网进行性能测试，具体包括如下步骤：步骤(1)、对所述包含微网群的主动配电网进行多尺度建模；步骤(2)、创建面向策略验证的主动配电网动态全过程数字仿真测试系统；步骤(3)、创建面向设备测试的电力-信息数模混合实时仿真测试系统；步骤(4)、基于电力-信息数模混合实时仿真测试系统对即插即用分布式电源与群控设备进行测试；步骤(5)、基于电力-信息数模混合实时仿真测试系统对主动配电网开放互动协调控制系统进行测试。进一步的，所述步骤(1)具体包括如下内容：步骤1.1、基于光伏、风电、储能典型分布式电源的数学模型和本地控制策略，建立分布式电源多时间尺度仿真模型，针对分布式电源大规模接入配电网的情况，综合考虑空间分布集中度、多机出力相似度和网络拓扑机构，采用灵敏度分析和模糊聚类分析方法建立多机分布式电源的综合灵敏度和聚合指标，形成考虑不同控制方式和不同元素组成的分布式电源多机聚类方法；步骤1.2、利用分布式电源多机聚类方法，建立微网群/虚拟电源群的多时间尺度聚类等值模型；根据变流器拓扑、控制方法及控制参数，基于等效聚合原则和参数辨识法提出多机电磁暂态等值方法，并建立微网群/虚拟电源群聚类电磁暂态等值模型；分析分布式电源不同瞬时模态的时间常数、阻尼系数、自然频率以及模态间的耦合特性，采用模态简化方法建立微网群/虚拟电源群聚类动态仿真模型；分析分布式电源在不同场景和工况条件下的有功频率、无功电压特性，采用容量加权法建立聚类单元稳态等值模型；步骤1.3、利用微网群/虚拟电源群的多尺度仿真模型，针对配电网的不同运行状态，研究多时间尺度下微网群/虚拟电源群的综合出力运行特性，明确微网群/虚拟电源群内的分布式电源种类、电源数量、空间分布、控制模式对运行特性的影响；从分布式电源就地可控、联合调度方面研究微网群/虚拟电源群与配电网的交互运行机制，在配电网运行状态切换、故障或负荷需求变化时，实现分布式电源对配电网的有功功率控制、无功功率控制、电压调节以及安全稳定控制的辅助支撑，利用微网群/虚拟电源群提高规模化分布式电源响应配电网控制和调度的友好互动能力。进一步的，所述步骤(2)具体包括如下内容：步骤2.1、考虑不同仿真场景对于仿真精确性、收敛性和速度的要求，确定满足短期/中期/长期仿真的微网群/虚拟电源群多时间尺度仿真模型优选方法与模型自动切换方法；为了增加仿真精度，优化仿真时间和仿真过程中的内存开销，确定满足中期/长期仿真需求的变步长仿真技术；步骤2.2、针对典型场景和不同测试时序，确定群控群调模型与动态全过程仿真模型的接口及时序配合技术，创建面向多微网群/虚拟电源群复杂主动配电网的动态全过程数字仿真测试系统；步骤2.3、建立微网群/虚拟电源群自治控制策略、多时间尺度优化调度策略、有功无功互补协调优化策略及网-源-荷协调控制策略的仿真模型，通过数字仿真验证群控策略的有效性。进一步的，所述步骤(3)具体包括如下内容：步骤3.1、针对典型仿真场景，建立涵盖微网群/虚拟电源群对内对外的通信模型和信息交互接口模型的电力-信息混合仿真模型，用于模拟实际群控策略实施过程中的信息交互环节，以实现实际物理设备的无缝接入；并基于OPNET网络仿真平台，通过对配电网的通信网络拓扑分析，选择和设计通信网络协议、通信方式和通信介质，建立包含网络模型和通信接口模型的信息-通信系统模型；针对信息交互过程中的通信时延、数据丢包及误发情况，基于OPNET进行主动配电网信息网络和通信过程的仿真；步骤3.2、确定电力-信息多物理环节的微网群/虚拟电源群数模混合实时仿真及交互接口同步方法，构建电力-信息混合仿真架构与交互中间件，确定电力-信息混合仿真的推进和同步机制；确定电力-信息数模混合实时仿真系统与物理被测设备间的接口技术；步骤3.3、基于多核并行仿真技术及RT-LAB构建面向微网群/虚拟电源群的主动配电网电力-信息数模混合实时仿真测试系统，满足实时仿真测试需求，实现主动配电网电力流和信息流的实时模拟与统一仿真，以及实际物理设备电气和通信接口的无缝连接和等值模型选取与切换。进一步的，所述步骤(4)具体包括如下内容：步骤4.1、确定电网模型连接分布式电源实物装置的一次设备功率硬件在环仿真测试技术，测试分布式电源并网装置的灵活并网控制和即插即用功能；测试分布式电源即插即用并网后的负载功率自动分担能力及分布式电源即插即用控制下电网的稳定性；步骤4.2、确定电网模型连接群控装置实物的二次设备信息硬件在环仿真测试技术，测试关键二次设备的状态监测、信息交互和控制保护功能，检验电网信息系统对分布式电源状态的自动感知和整合能力；针对不同场景下配电网的运行状态，验证群控设备的优化调控能力。进一步的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含微网群的主动配电网性能测试方法，其特征在于，通过动态全过程数字仿真测试平台对所述包含微网群的主动配电网进行性能测试，具体包括如下步骤：步骤(1)、对所述包含微网群的主动配电网进行多尺度建模；步骤(2)、创建面向策略验证的主动配电网动态全过程数字仿真测试系统；步骤(3)、创建面向设备测试的电力‑信息数模混合实时仿真测试系统；步骤(4)、基于电力‑信息数模混合实时仿真测试系统对即插即用分布式电源与群控设备进行测试；步骤(5)、基于电力‑信息数模混合实时仿真测试系统对主动配电网开放互动协调控制系统进行测试。

【技术特征摘要】
1.一种包含微网群的主动配电网性能测试方法，其特征在于，通过动态全过程数字仿真测试平台对所述包含微网群的主动配电网进行性能测试，具体包括如下步骤：步骤(1)、对所述包含微网群的主动配电网进行多尺度建模；步骤(2)、创建面向策略验证的主动配电网动态全过程数字仿真测试系统；步骤(3)、创建面向设备测试的电力-信息数模混合实时仿真测试系统；步骤(4)、基于电力-信息数模混合实时仿真测试系统对即插即用分布式电源与群控设备进行测试；步骤(5)、基于电力-信息数模混合实时仿真测试系统对主动配电网开放互动协调控制系统进行测试。2.根据权利要求1所述的一种包含微网群的主动配电网性能测试方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括如下内容：步骤1.1、基于光伏、风电、储能典型分布式电源的数学模型和本地控制策略，建立分布式电源多时间尺度仿真模型，针对分布式电源大规模接入配电网的情况，综合考虑空间分布集中度、多机出力相似度和网络拓扑机构，采用灵敏度分析和模糊聚类分析方法建立多机分布式电源的综合灵敏度和聚合指标，形成考虑不同控制方式和不同元素组成的分布式电源多机聚类方法；步骤1.2、利用分布式电源多机聚类方法，建立微网群/虚拟电源群的多时间尺度聚类等值模型；根据变流器拓扑、控制方法及控制参数，基于等效聚合原则和参数辨识法提出多机电磁暂态等值方法，并建立微网群/虚拟电源群聚类电磁暂态等值模型；分析分布式电源不同瞬时模态的时间常数、阻尼系数、自然频率以及模态间的耦合特性，采用模态简化方法建立微网群/虚拟电源群聚类动态仿真模型；分析分布式电源在不同场景和工况条件下的有功频率、无功电压特性，采用容量加权法建立聚类单元稳态等值模型；步骤1.3、利用微网群/虚拟电源群的多尺度仿真模型，针对配电网的不同运行状态，研究多时间尺度下微网群/虚拟电源群的综合出力运行特性，明确微网群/虚拟电源群内的分布式电源种类、电源数量、空间分布、控制模式对运行特性的影响；从分布式电源就地可控、联合调度方面研究微网群/虚拟电源群与配电网的交互运行机制，在配电网运行状态切换、故障或负荷需求变化时，实现分布式电源对配电网的有功功率控制、无功功率控制、电压调节以及安全稳定控制的辅助支撑，利用微网群/虚拟电源群提高规模化分布式电源响应配电网控制和调度的友好互动能力。3.根据权利要求2所述的一种包含微网群的主动配电网性能测试方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括如下内容：步骤2.1、考虑不同仿真场景对于仿真精确性、收敛性和速度的要求，确定满足短期/中期/长期仿真的微网群/虚拟电源群多时间尺度仿真模型优选方法与模型自动切换方法；为了增加仿真精度，优化仿真时间和仿真过程中的内存开销，确定满足中期/长期仿真需求的变步长仿真技术；步骤2.2、针对典型场景和不同测试时序，确定群控群调模型与动态全过程仿真模型的接口及时序配合技术，创建面向多微网群/虚拟电源群复杂主动配电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥峥，张猛，周洪益，胡志林，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司盐城供电公司，国网江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32