一种点对网高压交直流背靠背仿真系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种点对网高压交直流背靠背仿真系统，所述仿真系统包含：点对网模块、背靠背模块和交流模块；所述点对网模块包含大容量发电机和第一换流变压器；所述交流模块包含交流发电输电配电单元和第二换流变压器；所述背靠背模块包含所述第一换流变压器、所述第二换流变压器、第一换流单元和第二换流单元；所述大容量发电机与所述第一换流变压器电连接，所述第一换流变压器电连接与所述第一换流单元电连接，所述第一换流单元与所述第二换流单元电连接，所述第二换流单元与所述第二换流变压器电连接，所述第二换流变压器与所述交流发电输电配电单元电连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及供电领域，尤指一种点对网高压交直流背靠背仿真系统。
技术介绍
华北地区存在大量的大容量机组长距离直接接入电网即点对网的供电方式，在传统的点对网供电方式中，仿真分析机组稳定问题均使用机电暂态的仿真方法。随着直流技术的发展，诸多直流输电工程和大容量电力电子装置在电网中投运，大容量机组点对网接入直流换流站的供电方式开始出现，进而带来高压直流与点对网机组之间互相影响的一系列问题。传统的直流输电系统运行分析采用电磁暂态仿真方法，与机组稳定分析使用的机电暂态仿真方法差别较大，无法使这两种仿真方法相互结合。目前，已经有将交直流大电网电磁/机电暂态仿真的覆盖式分网方法，但此方法针对一般的交直流系统联网。华北地区直流输电存在的形式较为特殊，为背靠背形式，和传统的直流输电形式也不同，同时还存在点对网的电源接入形态，仿真方法也需要考虑背靠背的两侧交流系统的影响。因此，需要一种新的仿真方法，能够结合机电暂态仿真方法和电磁暂态仿真方法的优点，进行点对网高压交直流混合背靠背仿真。目前的交直流大电网电磁/机电暂态仿真的覆盖式分网系统如下图1所示，按照大电网中的电压等级，将交直流大电网划分为三个子网。将第一子网放入电磁暂态侧，并对其进行电磁暂态仿真计算，将第二字网放入机电暂态侧，并对其进行机电暂态仿真计算。第一子网与第二子网重叠的部分，记为第三子网，其中包含分网接口A和分网接口B，分别负责与第一子网和第二子网进行接口等值计算。现有技术方案中，对于点对网高压交直流背靠背仿真分析，存在以下两个缺陷：1、在交流发电输电配电系统中，没有包含点对网直接接入直流电网的模式。大容量发电机点对网直接接入直流电网，其仿真分析系统与常规的交流发电输电配电系统不同，不能等值为电压源，也不能等值为功率源。2、在高压直流输电系统中，没有包含背靠背的交直流电网运行模式。高压直流输电系统和背靠背交直流电网系统是两个不同的系统，其运行模式和等值方式均不同，无法使用高压直流输电系统对背靠背交直流电网系统进行仿真。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种点对网高压交直流背靠背仿真系统，解决现有技术中无法有效模拟点对网高压交直流背靠背仿真的问题。为达上述目的，本技术所提供的点对网高压交直流背靠背仿真系统，具体包含：点对网模块、背靠背模块和交流模块；所述点对网模块包含大容量发电机和第一换流变压器；所述交流模块包含交流发电输电配电单元和第二换流变压器；所述背靠背模块包含所述第一换流变压器、所述第二换流变压器、第一换流单元和第二换流单元；所述大容量发电机与所述第一换流变压器电连接，所述第一换流变压器电连接与所述第一换流单元电连接，所述第一换流单元与所述第二换流单元电连接，所述第二换流单元与所述第二换流变压器电连接，所述第二换流变压器与所述交流发电输电配电单元电连接。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述第一换流变压器提供所述点对网模块与所述背靠背模块之间的第一分网接口；所述第二换流变压器提供所述交流模块与所述背靠背模块之间的第二分网接口。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述第一换流变压器和所述第二换流变压器均为机电暂态仿真和/或电磁暂态仿真的数据接口。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述点对网模块中的所述大容量发电机通过机组的轴系模型建模，采用机电暂态仿真的方法进行仿真分析。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述背靠背模块中的所述第一换流单元和所述第二换流单元通过阀组模型建模，采用电磁暂态仿真的方法进行仿真分析。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述交流模块中的所述交流发电输电配电单元通过等值的方法建模，采用机电暂态仿真的方法进行分析。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述第一换流变压器和所述第二换流变压器还分别包含比对单元，所述比对单元用于分别采集点对网模块和交流模块进行机电暂态仿真分析的机电暂态步长与背靠背模块进行电磁暂态仿真分析的电磁暂态步长，并比较所述机电暂态步长和所述电磁暂态步长生成比较结果。在上述点对网高压交直流背靠背仿真系统中，优选的，所述仿真系统还包含扰动检测单元，所述扰动检测单元用于在电磁暂态仿真步长开始之前检测扰动发生位置。本技术还提供一种点对网高压交直流背靠背仿真方法，所述仿真方法包含：步骤一、分别对点对网模块和交流模块进行机电暂态仿真分析，对背靠背模块进行电磁暂态仿真分析；步骤二、通过第一换流变压器提供大容量发电机的电压电流输出数据与背靠背模块的数据交互；通过第二换流变压器提供交流发电输电配电单元的电压电流输出数据与背靠背模块的数据交互；步骤三、对所述背靠背模块进行电磁暂态仿真并监控电磁暂态仿真的步长累积长度，当所述步长累积长度加上下一个电磁暂态仿真的步长大于机电暂态仿真的步长时，第一换流变压器与第一换流单元进行数据交互，第二换流变压器与第二换流单元进行数据交互。在上述点对网高压交直流背靠背仿真方法中，优选的，所述仿真方法还包含：检测扰动位置；当扰动将发生在背靠背模块的下一个电磁暂态仿真步长中时，则于所述步骤三中进行扰动的电磁暂态仿真后，在进行所述步骤二中的机电暂态仿真；当扰动将发生在点对网模块或交流模块的下一个机电暂态仿真步长中时，则于所述步骤三中进行电磁暂态仿真，并于扰动时刻在步骤二中进行机电暂态仿真。本技术的有益技术效果在于：使用换流变压器作为机电暂态模型和电磁暂态模型分网接口的方法与使用交流母线作为数据交换界面的方法不同，使用变压器的两侧作为机电暂态模型与电磁暂态模型的分网接口，利用变压器内磁通不能突变的特性，缩小机电暂态大步长仿真和电磁暂态多个小步长仿真之间的数据差异，有利于分网接口处的数据交换。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的限定。在附图中：图1为现有直流大电网电磁/机电暂态仿真的覆盖式分网系统示意图；图2为本技术所提供的点对网高压交直流背靠背仿真系统示意图；图3为本技术所提供的点对网高压交直流背靠背仿真方法流程示意图；图4为本技术所提供的点对网高压交直流背靠背仿真方法流程步骤示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术做进一步详细说明。在此，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，但并不作为对本技术的限定。请参考图2所示，其中换流变压器A为第一换流变压器，换流变压器B为第二换流变压器，换流单元A为第一换流单元，换流单元B为第二换流单元，上述第一或第二仅为便于识别对应的单元或模块，并不限定其功能和排序。在本技术所提供的点对网高压交直流背靠背仿真系统，具体包含：点对网模块、背靠背模块和交流模块；所述点对网模块包含大容量发电机和第一换流变压器；所述交流模块包含交流发电输电配电单元和第二换流变压器；所述背靠背模块包含所述第一换流变压器、所述第二换流变压器、第一换流单元和第二换流单元；所述大容量发电机与所述第一换流变压器电连接，所述第一换流变压器电连接与所述第一换流单元电连接，所述第一换流单元与所述第二换流单元电连接，所述第二换流单元与所述第二换流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点对网高压交直流背靠背仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包含：点对网模块、背靠背模块和交流模块；所述点对网模块包含大容量发电机和第一换流变压器；所述交流模块包含交流发电输电配电单元和第二换流变压器；所述背靠背模块包含所述第一换流变压器、所述第二换流变压器、第一换流单元和第二换流单元；所述大容量发电机与所述第一换流变压器电连接，所述第一换流变压器电连接与所述第一换流单元电连接，所述第一换流单元与所述第二换流单元电连接，所述第二换流单元与所述第二换流变压器电连接，所述第二换流变压器与所述交流发电输电配电单元电连接。

【技术特征摘要】
1.一种点对网高压交直流背靠背仿真系统，其特征在于，所述仿真系统包含：点对网模块、背靠背模块和交流模块；所述点对网模块包含大容量发电机和第一换流变压器；所述交流模块包含交流发电输电配电单元和第二换流变压器；所述背靠背模块包含所述第一换流变压器、所述第二换流变压器、第一换流单元和第二换流单元；所述大容量发电机与所述第一换流变压器电连接，所述第一换流变压器电连接与所述第一换流单元电连接，所述第一换流单元与所述第二换流单元电连接，所述第二换流单元与所述第二换流变压器电连接，所述第二换流变压器与所述交流发电输电配电单元电连接。2.根据权利要求1所述的点对网高压交直流背靠背仿真系统，其特征在于，所述第一换流变压器提供所述点对网模块与所述背靠背模块之间的第一分网接口；所述第二换流变压器提供所述交流模块与所述背靠背模块之间的第二分网接口。3.根据权利要求1所述的点对网高压交直流背靠背仿真系统，其特征在于，所述第一换流变压器和所述第二换流变压器均为机电暂态仿真和/或电磁暂态仿真的数据接口。4.根据权利要求1所述的点对网高压交直...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄天啸，谢欢，吴涛，曹天植，赵峰，李长宇，李善颖，罗婧，徐鹏，夏雪，蓝海波，刘海涛，陈瑞，梁浩，梁伟宸，马志昊，姜博，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11