【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能电网及其新能源装备，尤其涉及一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法。
技术介绍
1、以新能源发电和分布式电源等概念为例，电力电子器件的发展到达了一个较高的水平，电力电子装置给传统电力系统带来了越来越多的改造。直接或间接采用电力电子技术的负荷越来越多；ac/dc、dc/ac等电能变换装置是风力发电、光伏发电中必不可少的环节。
2、传统的电力系统仿真可分为物理模拟和数字仿真两种，物理模拟采用基于真实物理装置模拟的方法研究实际系统，可信度很高，能精确模拟复杂工况，但存在可扩展性弱、模拟成本高和操作风险大的缺点。数字仿真采用对象数学建模的方法，将结构复杂的实际装置或物理现象作相应的简化处理，用软件的形式实现模拟。然而，对象系统或过程的简化不可避免会忽略某些系统特性，降低了仿真准确性，甚至有一些物理现象无法用简单的数学模型进行表示。而功率硬件在环(power hardware i11nle loop，phil)仿真技术作为一种新兴仿真技术，有效结合了传统数字仿真和物理模拟的优点，能有效模拟电网的各种复杂工况，是一种新型的电力系统研究手段。目前，分布式发电及微电网实验平台大多为采用物理模型的动模实验室方式进行搭建，其中一个重要原因就是风电、光伏发电和储能等新型设备及其控制器的模型难以实测和精确模拟，需要用物理模型或实物才能精确仿真，实现更多功能的测试与研究。但是，这种电力系统动模灵活性及适用性较差，难以用于研究复杂问题。因此，有必要借助于高灵活性的数字仿真机，利用功率硬件在环仿真技术搭建混合型可再生
3、实时数字和物理同步混合全景仿真平台结构复杂，涉及数字侧、物理侧仿真子系统以及接口系统等三个部分，其中的接口系统可以称作是沟通两个子系统的中间枢纽，发挥着支撑起整个平台的关键作用。
4、确定数字物理混合仿真接口系统的结构，并对数字侧接口和物理侧接口分别进行合理的优化，将直接影响实时数字和物理同步混合全景仿真的结果，是体现混合仿真优越性的重要环节。
5、在电力系统电力电子化的趋势下，采用实时数字和物理同步混合全景仿真，为了确保混合仿真结果的准确性，因而有必要对数字物理混合仿真接口系统的优化方法开展研究，从多个角度探讨提高混合仿真精度的方案。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术提供了一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，达到对原整体模型进行分解，加入实际大电网，以验证光伏电站数字物理混合仿真的正确性。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，包括：
5、将实验平台所有设备用数据线相连；
6、四象限变流器将直流转换为交流，转换出的交流电压电流信号传输给控制机中的数字信号处理模块；
7、分割后的电网侧需接入实际实验室大电网，对受控电流源进行替换，接入换流器，并对模型和实际电网进行信号的传输；
8、对上位机中接收到的大电网反馈的电压电流波形与离线仿真的电压电流波形进行对比，验证方法可行性。
9、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述将实验平台所有设备用数据线相连包括，保障功率机中的四象限变流器能够稳定准确运行，传输给控制机，达到数据传输和反馈作用。
10、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述将实验平台所有设备用数据线相连还包括，将光伏电站模型分割成两端子系统，并使分割子系统的信号传输两端一致。
11、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述将直流转换为交流包括，通过智能功率模块板，转直流为交流。
12、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述接入换流器包括，通过接入换流器使功率放大，达到实际电网各参数的连接要求。
13、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述对上位机中接收到的大电网反馈的电压电流波形与离线仿真的电压电流波形进行对比包括，实时仿真平台保证设备正确运行，将上位机、实时仿真器、控制机以及功率机衔接，使上位机能接受到大电网反馈的电压电流信号。
14、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述对上位机中接收到的大电网反馈的电压电流波形与离线仿真的电压电流波形进行对比还包括，对所述分割的模型各子系统的线路参数进行求解使得两端传输的信号相同。
15、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述验证方法可行性包括，进行数字物理混合仿真实验，保证设备每个环节都紧密衔接，验证大电网侧的电压信号可以准确地传输给实时仿真器，并在上位机看到所要显示的电压电流信号。
16、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述对模型和实际电网进行信号的传输包括，数字侧和物理侧进行数据信息交换的接口算法是电压源型理想变压器算法；
17、所述数字侧表示为在数字仿真机中的数学模型；
18、所述物理侧代表phil仿真中的实物装置；
19、所述算法模型的开环传递函数表达式如下：
20、
21、其中，i1表示受控电流源，i2表示物理侧的电流信号，z1表示物理侧阻抗，u2表示受控电压源，u1表示数字侧的输出电压，表示实时数字仿真机进行采样以及数据处理的延时总和，表示功率放大器信号放大的延时时间，zs表示数字侧总阻抗。
22、作为本专利技术所述的基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法的一种优选方案，其中：所述算法包括，根据nyquist稳定性判据，算法稳定的充要条件为：
23、
24、其中，zs表示数字侧总阻抗，z1表示物理侧阻抗。
25、本专利技术的有益效果：本专利技术可以确定数字物理混合仿真接口系统的结构，并对数字侧接口和物理侧接口分别进行合理的优化，直接影响实时数字和物理同步混合全景仿真的结果，采用实时数字和物理同步混合全景仿真，确保提升混合仿真结果的准确性。
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1.一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述将实验平台所有设备用数据线相连包括，保障功率机中的四象限变流器能够稳定准确运行，传输给控制机，达到数据传输和反馈作用。
3.如权利要求2所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述将实验平台所有设备用数据线相连还包括，将光伏电站模型分割成两端子系统，并使分割子系统的信号传输两端一致。
4.如权利要求3所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述将直流转换为交流包括，通过智能功率模块板，转直流为交流。
5.如权利要求1～4任一所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述接入换流器包括，通过接入换流器使功率放大，达到实际电网各参数的连接要求。
6.如权利要求5所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述对上位机中接收到的大电网反馈的电压电流波形
7.如权利要求6所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述对上位机中接收到的大电网反馈的电压电流波形与离线仿真的电压电流波形进行对比还包括，对所述分割的模型各子系统的线路参数进行求解使得两端传输的信号相同。
8.如权利要求7所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述验证方法可行性包括，进行数字物理混合仿真实验，保证设备每个环节都紧密衔接，验证大电网侧的电压信号可以准确地传输给实时仿真器，并在上位机看到所要显示的电压电流信号。
9.如权利要求1～8任一所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述对模型和实际电网进行信号的传输包括，数字侧和物理侧进行数据信息交换的接口算法是电压源型理想变压器算法；
10.如权利要求1～9任一所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述算法包括，根据nyquist稳定性判据，算法稳定的充要条件为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述将实验平台所有设备用数据线相连包括，保障功率机中的四象限变流器能够稳定准确运行，传输给控制机，达到数据传输和反馈作用。
3.如权利要求2所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述将实验平台所有设备用数据线相连还包括，将光伏电站模型分割成两端子系统，并使分割子系统的信号传输两端一致。
4.如权利要求3所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述将直流转换为交流包括，通过智能功率模块板，转直流为交流。
5.如权利要求1～4任一所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述接入换流器包括，通过接入换流器使功率放大，达到实际电网各参数的连接要求。
6.如权利要求5所述的一种基于四象限变流器的光伏电站数字物理混合仿真方法，其特征在于：所述对上位机中接收到的大电网反馈的电压电流波形与离线仿真的电压电流波形进行对比包...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙家焕，李庆生，李震，张彦，陈巨龙，张裕，刘金森，张兆丰，杨婕睿，王林波，朱永清，范俊秋，王卓月，罗重科，高华，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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