能源轉(zhuǎn)型背景下，新型電力系統(tǒng)中高可再生能源占比和高比例電力電子設(shè)備接入引起的“雙高”特征將深刻改變電網(wǎng)形態(tài)和運(yùn)行特性，對仿真理論研究和先進(jìn)仿真工具研發(fā)提出了新的需求。新型電力系統(tǒng)的主要技術(shù)特征和動態(tài)行為均是由風(fēng)電場和光伏電站起主導(dǎo)作用，為細(xì)致研究風(fēng)電場和光伏電站的動態(tài)特性和穩(wěn)定控制，在建模仿真時(shí)需要對全部新能源機(jī)組建模，反映新能源場站的內(nèi)部全拓?fù)洌荒懿捎玫戎堤幚怼?/p>

　　現(xiàn)有的新型電力系統(tǒng)仿真工具有以下瓶頸：一是高不確定性，主要體現(xiàn)在電源出力隨機(jī)、多運(yùn)行狀態(tài)交織、保護(hù)事件頻發(fā)等方面;二是實(shí)時(shí)仿真規(guī)模，主要體現(xiàn)在電源數(shù)量種類多、分布式節(jié)點(diǎn)多等方面;三是建模復(fù)雜度，主要體現(xiàn)在混合仿真模型、實(shí)時(shí)仿真算法以及軟硬件適配等方面。為了能更準(zhǔn)確地反映新能源場站的實(shí)際特點(diǎn)，有必要開發(fā)風(fēng)光新能源場站全拓?fù)鋵?shí)時(shí)仿真工具。

　　目前，國內(nèi)還沒有滿足風(fēng)光新能源場站全拓?fù)涞膶?shí)時(shí)仿真工具，該領(lǐng)域權(quán)威的產(chǎn)品僅有國外的RTDS和RTLAB。若采用這兩款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源場站全拓?fù)潆姶艜簯B(tài)仿真也是非常困難的。以滿足300臺風(fēng)機(jī)、5000節(jié)點(diǎn)風(fēng)電場仿真需求為例近估算，RT-LAB需要上百個(gè)核心的授權(quán)，投資規(guī)模可能達(dá)到數(shù)千萬元。為了滿足我國新型電力系統(tǒng)建設(shè)、生產(chǎn)和運(yùn)行控制的需要，需要面向?qū)嶋H場景和實(shí)際需要，自主開發(fā)全電磁暫態(tài)風(fēng)光新能源場站的全拓?fù)鋵?shí)時(shí)仿真工具，從而支撐新型電力系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)、生產(chǎn)和科研服務(wù)。

　　主要攻克方向和應(yīng)用場景如下：

　　1)新型電力系統(tǒng)風(fēng)光新能源場站全拓?fù)鋱鼍皩?shí)時(shí)仿真工具功能與架構(gòu)設(shè)計(jì)研究,具體包括實(shí)時(shí)仿真工具功能設(shè)計(jì)與軟硬件配置、實(shí)時(shí)仿真工具硬件架構(gòu)、實(shí)時(shí)仿真工具的軟件架構(gòu)研究。

　　2)實(shí)時(shí)仿真工具圖形化仿真軟件及硬件開發(fā)，具體包括圖形化仿真建模工具，實(shí)現(xiàn)風(fēng)光儲等新能源一次及其站控、下垂、保護(hù)等二次系統(tǒng)的綜合建模;新能源場站采集、控制等信息通信過程建模與信息物理混合仿真的實(shí)現(xiàn)方法;研究電磁暫態(tài)仿真計(jì)算的解耦方法，實(shí)現(xiàn)以共享內(nèi)存為核心的多核并行解算;電力電子器件高精度、高性能的小步長仿真模型，及其電力電子器件模型在FPGA中的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

　　3)實(shí)時(shí)仿真工具接入風(fēng)光控制器等第三方模型聯(lián)合仿真技術(shù)研究，具體包括半實(shí)物硬件在環(huán)仿真的實(shí)時(shí)信息接口技術(shù)。第三方外部仿真裝置的接入與聯(lián)立仿真技術(shù);新能源廠站控制器的自定義建模技術(shù);將第三方封裝模型嵌入整體模型進(jìn)行聯(lián)合仿真的技術(shù)。

　　4)實(shí)時(shí)仿真自動化測試等二次開發(fā)接口技術(shù)研究，具體包括基于圖模庫一體化的人機(jī)界面與測試結(jié)果智能分析工具;實(shí)時(shí)仿真二次開發(fā)接口及API技術(shù)研究;自動化測試的實(shí)現(xiàn)技術(shù)及其測試報(bào)告的智能生成技術(shù)。

　　來源：北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 作者：陳巨龍(貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心)

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