一种分布式电源接入电网仿真方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分布式电源接入电网仿真方法和系统，通过基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型；基于各变电站所在地的土壤参数得到土壤模型；将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流，进而根据各变电站直流偏磁电流的大小找出分布式电源接入电网时可能产生直流偏磁现象的变压器和变电站，以及时采取一些有效措施来防止直流偏磁现象的产生。并且，本实施例中通过采用与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中进行仿真，使得仿真结果更加准确可靠。

A Distributed Generation Access Network Simulation Method and System

The invention discloses a simulation method and system for distributed generation connecting to power grid, which obtains the power grid topology structure model based on the power grid topology structure, obtains the soil model based on the soil parameters of each substation, and takes the DC current source with the same magnitude of DC current value as the measured DC current source excited by the grid-connected point of the inverter as the excitation current source and adds it to the power grid topology structure model. According to the magnitude of DC bias current in each substation, the transformer and substation which may produce DC bias when distributed power is connected to the power grid are found out, and some effective measures are taken to prevent DC bias. Moreover, in this implementation, the DC current source with the same magnitude of DC current value as the measured grid-connected point of the inverter is used as the excitation current source, which is added to the grid topology model for simulation, so that the simulation results are more accurate and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种分布式电源接入电网仿真方法和系统
本专利技术实施例涉及电网仿真
，尤其涉及一种分布式电源接入电网仿真方法和系统。
技术介绍
变压器的直流偏磁现象是影响变压器安全运行的一个重要因素。分布式电源因其清洁无污染的优势，越来越广泛地接入电网。分布式电源例如光伏发电等接入电网时，需要通过逆变器与电网相连，逆变器在参数不均衡或触发脉冲不对称等非正常运行状态下，可能导致直流侵入电网。逆变器向电网注入直流分量不仅会影响逆变器本身的正常工作，而且还会对电网设备和电网中各级变电站产生不良影响，因此对分布式电源接入电网引起的直流偏磁问题开展仿真研究非常必要。
技术实现思路
本专利技术提供一种分布式电源接入电网仿真方法和系统，以实现仿真分布式电源接入电网的情形，确定分布式电源接入电网时可能受到直流偏磁威胁的变电站，进而可以对受到直流偏磁威胁的变电站及时采取有效抑制措施以保证电网的安全稳定运行。第一方面，本专利技术实施例提供了一种分布式电源接入电网仿真方法，包括：基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，电网拓扑结构模型包括多个变电站模型和各变电站之间的输电线路模型，每个变电站模型包括至少一个变压器模型；基于各变电站所在地的土壤参数得到土壤模型；将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。其中，逆变器为分布式电源逆变器。其中，实测得到的逆变器并网点激发的直流电流为逆变器工作在非正常状态下逆变器并网点激发的最大直流电流。其中，将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流，包括：在电网拓扑结构中加入单个激励电流源，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。其中，在电网拓扑结构中加入单个激励电流源时，分别将单个激励电流源与各变电站模型连接。其中，将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器的直流偏磁电流，包括：在电网拓扑结构中加入多个激励电流源，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。其中，多个激励电流源分别与一个变电站模型连接，或者多个激励电流源分别与多个不同变电站模型连接。其中，每个变压器模型包括对应的偏磁电流阈值，在结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流之后，仿真方法还包括：变压器模型的直流偏磁电流大于其对应的偏磁电流阈值时，在变压器的中性点串联不同参数的电阻重新计算直流偏磁电流以使各变压器模型的直流偏磁电流小于偏磁电流阈值，或者在变压器的中性点串联不同参数的电容重新计算直流偏磁电流以使各变压器模型的直流偏磁电流小于偏磁电流阈值。其中，基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，包括：根据各变电站的接地网信息和主变接地情况对变电站接地网进行建模；根据各变电站的主变参数对各变电站进行变电站主体建模；根据各变电站间输电电路线路参数进行变电站间线路的建模。其中，变电站的接地网信息包括变电站的接地电阻；变电站的主变参数包括各变电站的主变压器数量，各主变压器的容量和各主变压器绕组的等效直流电阻；输电线路参数包括输电线路的等效直流电阻。其中，实测得到逆变器并网点激发的直流电流，具体包括：在逆变器并网点接入电流直流分量检测电路，电流直流分量检测电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容放大器，第一电阻的第一端与逆变器并网点电连接，第一电阻的第二端与放大器的第一输入端电连接，放大器的第二输入端通过第二电阻接地，放大器的第一输入端还与第三电阻的第一端以及第一电容的第一极电连接，第三电阻的第二端以及第一电容的第二极连接至放大器的输出端，第四电阻的第一端与放大器的输出端电连接，第四电阻的第二端与第二电容的第一极电连接，第二电容的第二极接地，第四电阻的第二端还与A/D采样电路的输入端电连接，A/D采样电路的输出端输出直流电流分量。其中，土壤参数包括：土壤层数、各层土壤的电阻率以及各层土壤厚度。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种分布式电源接入电网仿真系统，包括：电网拓扑结构模型建模模块，用于基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，电网拓扑结构模型包括多个变电站模型和各变电站之间的输电线路模型，每个变电站模型包括至少一个变压器模型；土壤模型建模模块，用于基于各变电站所在地的土壤参数得到土壤模型；直流偏磁电流仿真模块，用于将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。本实施例提供的分布式电源接入电网仿真方法和系统，通过基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，电网拓扑结构模型包括多个变电站模型和各变电站之间的输电线路模型，每个变电站模型包括至少一个变压器模型；基于各变电站所在地的土壤参数得到土壤模型；将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中，并结合土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流，进而根据各变电站直流偏磁电流的大小找出分布式电源接入电网时可能产生直流偏磁现象的变压器和变电站，以及时采取一些有效措施来防止直流偏磁现象的产生。并且，本实施例中通过采用与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到电网拓扑结构模型中进行仿真，使得仿真结果更加准确可靠。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的一种分布式电源接入电网仿真方法的流程图。图2是本专利技术实施例二提供的一种分布式电源接入电网仿真方法的流程图。图3是本专利技术实施例提供的一种电网拓扑结构的示意图。图4是本专利技术实施例三提供的一种分布式电源接入电网仿真方法的流程图。图5是本专利技术实施例四提供的一种分布式电源接入电网仿真方法的流程图。图6是本专利技术实施例四提供的直流分量检测电路的电路结构示意图。图7是本专利技术实施例五提供的一种分布式电源接入电网仿真系统的结构框图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种分布式电源接入电网仿真方法的流程图，参考图1，该分布式电源接入电网仿真方法具体包括如下步骤：步骤110、基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，电网拓扑结构模型包括多个变电站模型和各变电站之间的输电线路模型，每个变电站模型包括至少一个变压器模型；为了准确仿真分布式电源接入电网的情况，可首先对未接入分布式电源的电网拓扑结构进行建模，再对分布式电源接入该电网拓扑结构模型进行仿真。电网结构通常比较庞大复杂，电网拓扑结构通常包括多个变电站以及各变电站之间的输电线路。对电网实际运行情况进行仿真时，可基于包括各个变电站的参数以及各变电站之间的输电线路的参数的电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型。该电网拓扑结构模型包括与各个变电站对应的多个变电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，包括：基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，所述电网拓扑结构模型包括多个变电站模型和各所述变电站之间的输电线路模型，每个所述变电站模型包括至少一个变压器模型；基于各所述变电站所在地的土壤参数得到土壤模型；将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到所述电网拓扑结构模型中，并结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，包括：基于电网拓扑结构得到电网拓扑结构模型，所述电网拓扑结构模型包括多个变电站模型和各所述变电站之间的输电线路模型，每个所述变电站模型包括至少一个变压器模型；基于各所述变电站所在地的土壤参数得到土壤模型；将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到所述电网拓扑结构模型中，并结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。2.根据权利要求1所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，所述逆变器为分布式电源逆变器。3.根据权利要求1所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，所述实测得到的逆变器并网点激发的直流电流为所述逆变器工作在非正常状态下所述逆变器并网点激发的最大直流电流。4.根据权利要求1所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，所述将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到所述电网拓扑结构模型中，并结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流，包括：在所述电网拓扑结构中加入单个激励电流源，并结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。5.根据权利要求4所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，在所述电网拓扑结构中加入单个激励电流源时，分别将单个所述激励电流源与各所述变电站模型连接。6.根据权利要求1所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，所述将与实测得到的逆变器并网点激发的直流电流值大小相同的直流电流源作为激励电流源，加入到所述电网拓扑结构模型中，并结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器的直流偏磁电流，包括：在所述电网拓扑结构中加入多个激励电流源，并结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流。7.根据权利要求6所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，多个所述激励电流源分别与所述一个变电站模型连接，或者多个所述激励电流源分别与多个不同变电站模型连接。8.根据权利要求1所述的分布式电源接入电网仿真方法，其特征在于，每个变压器模型包括对应的偏磁电流阈值，在所述结合所述土壤模型进行仿真以获得各变压器模型的直流偏磁电流之后，所述仿真方法还包括：所述变压器模型的直流偏磁电流大于其对应的所述偏磁电流阈值时，在所述变压器的中性点串联不同参数的电阻重新计算所述直流偏磁电流以使各变压器模型的直流偏磁电流小于所述偏磁电流阈值，或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耿耿，曹娜，袁智强，
申请(专利权)人：上海电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31