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可再生能源發(fā)電集群實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試 版權(quán)信息
- ISBN：9787030648471
- 條形碼：9787030648471 ; 978-7-03-064847-1
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>>
可再生能源發(fā)電集群實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試 本書特色
本書針對(duì)大規(guī)模分布式電源集群并網(wǎng)多時(shí)間尺度建模和集群實(shí)時(shí)仿真測(cè)試等問(wèn)題，介紹了如下五個(gè)方面的研究工作
可再生能源發(fā)電集群實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試 內(nèi)容簡(jiǎn)介
高密度分布式可再生電源并網(wǎng)給智能配電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)維調(diào)控、仿真測(cè)試等方面帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)，以“可再生能源發(fā)電集群”的概念簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的全局協(xié)調(diào)、就地自治、協(xié)同消納等功能，是解決控制維度高、控制對(duì)象多、就地消納難等一系列難題的有效措施之一。本書旨在對(duì)可再生能源發(fā)電集群接入的配電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試相關(guān)領(lǐng)域的工作進(jìn)行總結(jié)，探討集群并網(wǎng)多時(shí)間尺度建模、動(dòng)態(tài)全過(guò)程數(shù)字仿真和實(shí)時(shí)仿真測(cè)試等問(wèn)題。本書第1章概述分布式發(fā)電集群的建模與仿真研究現(xiàn)狀；第2章介紹分布式電源及集群建模方法；第3章介紹多集群復(fù)雜配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)全過(guò)程數(shù)字仿真技術(shù)；第4章介紹電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真技術(shù)；第5章介紹集群并網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備在環(huán)測(cè)試?yán)碚撆c方法。
可再生能源發(fā)電集群實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試 目錄
目錄
“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 仿真測(cè)試需求 3
1.3 關(guān)鍵技術(shù) 4
1.3.1 分布式發(fā)電集群等值建模技術(shù) 4
1.3.2 配電網(wǎng)數(shù)字仿真技術(shù) 5
1.3.3 電力-信息實(shí)時(shí)仿真技術(shù) 7
1.3.4 硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真測(cè)試技術(shù) 10
參考文獻(xiàn) 13
第2章 分布式發(fā)電集群聚類等值建模方法 16
2.1 引言 16
2.2 分布式發(fā)電集群動(dòng)態(tài)模型及等值 16
2.2.1 概述 16
2.2.2 風(fēng)機(jī)集群動(dòng)態(tài)模型及等值 16
2.2.3 面向光伏集群動(dòng)態(tài)等值的深度學(xué)習(xí)聚類混合建模框架 34
2.3 分布式發(fā)電集群電磁暫態(tài)模型及等值 47
2.3.1 電力電子變流設(shè)備的哈密頓建模方法 47
2.3.2 電力電子變流設(shè)備的廣義哈密頓作用量 50
2.3.3 基于廣義哈密頓作用量的通用同調(diào)判據(jù) 52
2.3.4 算例分析 57
參考文獻(xiàn) 64
第3章 配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)全過(guò)程數(shù)字仿真技術(shù) 68
3.1 引言 68
3.2 配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)全過(guò)程數(shù)值仿真方法 69
3.2.1 電磁暫態(tài)仿真 70
3.2.2 中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真 75
3.3 動(dòng)態(tài)全過(guò)程仿真數(shù)值積分方法 78
3.3.1 微分方程基本數(shù)值解法 78
3.3.2 非迭代半隱式龍格-庫(kù)塔算法 80
3.3.3 多級(jí)變分迭代仿真算法 100
3.4 動(dòng)態(tài)全過(guò)程仿真加速技術(shù) 118
3.4.1 模型切換技術(shù) 119
3.4.2 變步長(zhǎng)技術(shù) 122
3.5 動(dòng)態(tài)-電磁混合仿真 124
3.5.1 混合仿真需求分析 124
3.5.2 動(dòng)態(tài)-電磁混合仿真方法 126
參考文獻(xiàn) 133
第4章 配電網(wǎng)電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真技術(shù) 137
4.1 引言 137
4.2 多速率實(shí)時(shí)仿真接口 138
4.2.1 多速率仿真時(shí)序及誤差分析 138
4.2.2 多速率并行仿真接口設(shè)計(jì) 141
4.2.3 仿真算例 143
4.3 配電網(wǎng)電力信息系統(tǒng)建模 148
4.3.1 配電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 148
4.3.2 配電通信網(wǎng)的建模方法 149
4.3.3 配電網(wǎng)通信數(shù)據(jù)及設(shè)備建模 153
4.4 電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真 156
4.4.1 電力-信息混合仿真問(wèn)題分析 156
4.4.2 電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真架構(gòu) 158
4.4.3 電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真接口 161
4.4.4 仿真算例 163
參考文獻(xiàn) 169
第5章 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)開發(fā)及硬件在環(huán)測(cè)試 172
5.1 引言 172
5.2 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)開發(fā) 173
5.2.1 DGRSS的硬件和結(jié)構(gòu) 173
5.2.2 DGRSS的軟件和技術(shù) 175
5.2.3 基于FPGA的實(shí)時(shí)仿真 177
5.3 硬件在環(huán)仿真測(cè)試 182
5.3.1 控制器硬件在環(huán)仿真測(cè)試 182
5.3.2 功率硬件在環(huán)仿真測(cè)試 183
5.4 典型案例 185
5.4.1 金寨示范工程仿真 185
5.4.2 海寧示范工程仿真 188
5.4.3 融合終端仿真測(cè)試 191
參考文獻(xiàn) 195
“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備叢書”序
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 仿真測(cè)試需求 3
1.3 關(guān)鍵技術(shù) 4
1.3.1 分布式發(fā)電集群等值建模技術(shù) 4
1.3.2 配電網(wǎng)數(shù)字仿真技術(shù) 5
1.3.3 電力-信息實(shí)時(shí)仿真技術(shù) 7
1.3.4 硬件在環(huán)實(shí)時(shí)仿真測(cè)試技術(shù) 10
參考文獻(xiàn) 13
第2章 分布式發(fā)電集群聚類等值建模方法 16
2.1 引言 16
2.2 分布式發(fā)電集群動(dòng)態(tài)模型及等值 16
2.2.1 概述 16
2.2.2 風(fēng)機(jī)集群動(dòng)態(tài)模型及等值 16
2.2.3 面向光伏集群動(dòng)態(tài)等值的深度學(xué)習(xí)聚類混合建模框架 34
2.3 分布式發(fā)電集群電磁暫態(tài)模型及等值 47
2.3.1 電力電子變流設(shè)備的哈密頓建模方法 47
2.3.2 電力電子變流設(shè)備的廣義哈密頓作用量 50
2.3.3 基于廣義哈密頓作用量的通用同調(diào)判據(jù) 52
2.3.4 算例分析 57
參考文獻(xiàn) 64
第3章 配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)全過(guò)程數(shù)字仿真技術(shù) 68
3.1 引言 68
3.2 配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)全過(guò)程數(shù)值仿真方法 69
3.2.1 電磁暫態(tài)仿真 70
3.2.2 中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真 75
3.3 動(dòng)態(tài)全過(guò)程仿真數(shù)值積分方法 78
3.3.1 微分方程基本數(shù)值解法 78
3.3.2 非迭代半隱式龍格-庫(kù)塔算法 80
3.3.3 多級(jí)變分迭代仿真算法 100
3.4 動(dòng)態(tài)全過(guò)程仿真加速技術(shù) 118
3.4.1 模型切換技術(shù) 119
3.4.2 變步長(zhǎng)技術(shù) 122
3.5 動(dòng)態(tài)-電磁混合仿真 124
3.5.1 混合仿真需求分析 124
3.5.2 動(dòng)態(tài)-電磁混合仿真方法 126
參考文獻(xiàn) 133
第4章 配電網(wǎng)電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真技術(shù) 137
4.1 引言 137
4.2 多速率實(shí)時(shí)仿真接口 138
4.2.1 多速率仿真時(shí)序及誤差分析 138
4.2.2 多速率并行仿真接口設(shè)計(jì) 141
4.2.3 仿真算例 143
4.3 配電網(wǎng)電力信息系統(tǒng)建模 148
4.3.1 配電網(wǎng)信息物理系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 148
4.3.2 配電通信網(wǎng)的建模方法 149
4.3.3 配電網(wǎng)通信數(shù)據(jù)及設(shè)備建模 153
4.4 電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真 156
4.4.1 電力-信息混合仿真問(wèn)題分析 156
4.4.2 電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真架構(gòu) 158
4.4.3 電力-信息混合實(shí)時(shí)仿真接口 161
4.4.4 仿真算例 163
參考文獻(xiàn) 169
第5章 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)開發(fā)及硬件在環(huán)測(cè)試 172
5.1 引言 172
5.2 實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)開發(fā) 173
5.2.1 DGRSS的硬件和結(jié)構(gòu) 173
5.2.2 DGRSS的軟件和技術(shù) 175
5.2.3 基于FPGA的實(shí)時(shí)仿真 177
5.3 硬件在環(huán)仿真測(cè)試 182
5.3.1 控制器硬件在環(huán)仿真測(cè)試 182
5.3.2 功率硬件在環(huán)仿真測(cè)試 183
5.4 典型案例 185
5.4.1 金寨示范工程仿真 185
5.4.2 海寧示范工程仿真 188
5.4.3 融合終端仿真測(cè)試 191
參考文獻(xiàn) 195
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可再生能源發(fā)電集群實(shí)時(shí)仿真與測(cè)試 節(jié)選
第1章 緒論 1.1 概述 近年來(lái)，隨著全球能源緊缺、環(huán)境污染和氣候惡化問(wèn)題的日益嚴(yán)峻，加快開發(fā)利用可再生能源已成為國(guó)際社會(huì)的共識(shí)。中國(guó)作為世界上能源消耗量和需求量都非常大的發(fā)展中國(guó)家，政府十分重視調(diào)整能源產(chǎn)業(yè)革命，大力發(fā)展可再生清潔能源也已成為我國(guó)的重要能源戰(zhàn)略[1，2]。 分布式發(fā)電主要指地理上接近負(fù)荷側(cè)的分散型發(fā)電裝置。由于不同國(guó)家（或地區(qū)）分布式電源的發(fā)展背景、發(fā)展階段、發(fā)展需求、電網(wǎng)規(guī)模和電壓等級(jí)存在差異，對(duì)分布式電源的定義也不盡相同，見(jiàn)表1.1[3]。 分布式發(fā)電由于具有可就地消納、無(wú)須長(zhǎng)距離輸送、接入靈活等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注[3]。2016年12月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)印發(fā)《能源發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，要調(diào)整優(yōu)化風(fēng)電開發(fā)布局，大力發(fā)展分散式風(fēng)電；優(yōu)化太陽(yáng)能開發(fā)布局，優(yōu)先發(fā)展分布式光伏發(fā)電；在電動(dòng)汽車方面，新增集中式充換電站超過(guò)1.2萬(wàn)座，分散式充電樁超過(guò)480萬(wàn)個(gè)，滿足全國(guó)500萬(wàn)輛電動(dòng)汽車充換電需求[4]。截至2021年12月，我國(guó)分布式光伏發(fā)電裝機(jī)容量已經(jīng)達(dá)到1.075億kW，約占全部光伏發(fā)電裝機(jī)容量的三分之一[5]。分散式風(fēng)電的發(fā)展也將隨著一系列政策文件的激勵(lì)及制度的完善而駛?cè)肟燔嚨繹6]。此外，小水電、生物質(zhì)發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電也將在分布式發(fā)電中占據(jù)一定比例。 隨著分布式電源裝機(jī)容量爆發(fā)式增長(zhǎng)，電網(wǎng)中大量井噴式、小容量、分散化的分布式電源接入，局部地區(qū)（如浙江海寧市、北京延慶區(qū)）將出現(xiàn)分布式光伏滲透率超過(guò)200%的情況，電網(wǎng)消納能力不足的問(wèn)題日益顯著，這將對(duì)局域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生重大影響，給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。為了解決分布式發(fā)電的消納難題，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電靈活、有序、高效并網(wǎng)，“分布式發(fā)電集群”的概念應(yīng)運(yùn)而生。分布式發(fā)電集群是指由地理或電氣上相互接近或形成時(shí)間、空間互補(bǔ)關(guān)系的若干分布式發(fā)電單元，屬于同一類型和同一運(yùn)行控制方式、電壓相關(guān)的分布式電源場(chǎng)站集合，有時(shí)也包含該區(qū)域內(nèi)的部分儲(chǔ)能、負(fù)荷及其他控制裝置，集群具備自治能力，通過(guò)信息交互、信息匯總等手段實(shí)現(xiàn)對(duì)集群總體的調(diào)度與控制[7]。 分布式發(fā)電集群與微電網(wǎng)的概念有一定交叉，但也存在明顯的差異。微電網(wǎng)是指由多種分布式電源、儲(chǔ)能、負(fù)荷及相關(guān)監(jiān)控保護(hù)裝置構(gòu)成的能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制和管理的區(qū)域自治型電力系統(tǒng)。下面列舉二者的主要區(qū)別[7]，通過(guò)對(duì)比也有助于讀者進(jìn)一步理解分布式發(fā)電集群的概念與作用。 首先，從解決的問(wèn)題上看，分布式發(fā)電集群主要面臨的問(wèn)題是，某些情況下分布式發(fā)電裝機(jī)容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)區(qū)域內(nèi)的*大負(fù)荷，必然產(chǎn)生余電外送的問(wèn)題，因此對(duì)上級(jí)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，分布式發(fā)電集群大多數(shù)時(shí)間扮演著電源的角色，因而側(cè)重于將分布式發(fā)電集群作為電源來(lái)調(diào)度與控制。而微電網(wǎng)解決的核心問(wèn)題在于通過(guò)一個(gè)自治的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)利用本地發(fā)電供應(yīng)用戶用電需求，雖然也存在向電網(wǎng)送電的情況，但大多數(shù)時(shí)候微電網(wǎng)是作為電網(wǎng)負(fù)荷出現(xiàn)的。 其次，從構(gòu)成元素上看，分布式發(fā)電集群中雖然有時(shí)也包含區(qū)域內(nèi)的部分儲(chǔ)能、負(fù)荷等，但分布式電源是其主體，側(cè)重于對(duì)分布式電源的調(diào)控。而微電網(wǎng)則是由源-儲(chǔ)-荷構(gòu)成的統(tǒng)一整體，分布式發(fā)電與負(fù)荷均為微電網(wǎng)的必要元素。 *后，從元素的劃分原則上來(lái)看，微電網(wǎng)通常由地理和電氣上距離相對(duì)緊湊區(qū)域內(nèi)的全部元素構(gòu)成，通過(guò)公共連接點(diǎn)（point of common coupling，PCC）連接至上級(jí)網(wǎng)絡(luò)，是劃分相對(duì)固定、元素較為完備的“小型電力系統(tǒng)”。而分布式發(fā)電集群的劃分則不局限于分布式發(fā)電單元在地理和電氣上的位置，有時(shí)還需要考慮其在時(shí)間與空間上的互補(bǔ)特性，以期為電網(wǎng)提供平穩(wěn)可靠的電力供應(yīng)。因此，分布式發(fā)電集群既可以是物理上真正的集群，也可以是依靠信息技術(shù)組織在一起的“虛擬集群”，且集群的劃分可根據(jù)運(yùn)行條件的變化而進(jìn)行調(diào)整，具有動(dòng)態(tài)性和靈活性。 可見(jiàn)，分布式發(fā)電集群的并網(wǎng)消納涉及范圍更廣，調(diào)控手段也較為復(fù)雜。其關(guān)鍵技術(shù)包含以下幾方面[7]。 （1）集群規(guī)劃、劃分技術(shù)。集群基于分布式電源的時(shí)空分布特性，對(duì)“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”進(jìn)行協(xié)同的優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)集群內(nèi)各主體高效的協(xié)同互動(dòng)與互補(bǔ)。 （2）集群調(diào)控技術(shù)。研究分布式集群協(xié)調(diào)控制與優(yōu)化調(diào)度技術(shù)，協(xié)調(diào)多種能源集群互補(bǔ)發(fā)電，提高配網(wǎng)運(yùn)行效益和消納能力。 （3）即插即用的并網(wǎng)裝備與技術(shù)。研究新型功率變換裝置突破分布式電源逆變器功率密度與效率提升的技術(shù)瓶頸。研究新型一、二次設(shè)備，提高分布式電源并網(wǎng)靈活性。 1.2 仿真測(cè)試需求 在各種技術(shù)研究與實(shí)施的過(guò)程中，仿真測(cè)試是不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)，是開展上述工作的基礎(chǔ)。發(fā)展快速有效的仿真技術(shù)和仿真平臺(tái)，對(duì)分布式發(fā)電集群的各種穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)行為特征進(jìn)行分析，進(jìn)而為其規(guī)劃設(shè)計(jì)、優(yōu)化調(diào)度、控制策略驗(yàn)證、故障定位與隔離、網(wǎng)絡(luò)自愈、保護(hù)設(shè)備整定、實(shí)際物理設(shè)備試驗(yàn)等提供基本的技術(shù)手段與技術(shù)平臺(tái)，具有重要的研究意義。 盡管電力系統(tǒng)仿真技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的研究，已經(jīng)發(fā)展出了很多較為成熟的技術(shù)，但由于分布式發(fā)電的不斷發(fā)展又帶來(lái)了一些新的問(wèn)題，需要研究更多新技術(shù)、新方法，以適應(yīng)大規(guī)模分布式發(fā)電集群并網(wǎng)對(duì)仿真測(cè)試平臺(tái)提出的更高要求。具體體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。 （1）分布式發(fā)電集群模型具有維數(shù)高、規(guī)模大、仿真慢的問(wèn)題[8]。要解決此問(wèn)題，迫切地需要開發(fā)大規(guī)模多類型分布式發(fā)電集群等值建模系統(tǒng)，全面、快速、高效地支持多個(gè)電源點(diǎn)及多種類型以上的分布式電源多時(shí)間尺度等值建模，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式發(fā)電集群高效精確建模和含大規(guī)模分布式電源電網(wǎng)仿真的大幅高效降維。 （2）分布式發(fā)電集群仿真面臨運(yùn)行控制模式多樣、離散狀態(tài)與連續(xù)過(guò)程交織、動(dòng)態(tài)演變過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題。一方面，分布式電源大多通過(guò)電力電子換流器并網(wǎng)，傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真步長(zhǎng)已不能滿足主動(dòng)配電網(wǎng)實(shí)時(shí)仿真的精度需求；另一方面，可再生能源出力具有長(zhǎng)時(shí)間尺度的波動(dòng)特性，如風(fēng)速波動(dòng)、光照波動(dòng)[9]。分布式電源與電網(wǎng)在多時(shí)間尺度上交互影響，對(duì)此，需要研究多時(shí)間尺度仿真方法，如全過(guò)程動(dòng)態(tài)仿真、機(jī)電-電磁混合仿真等。 （3）分布式發(fā)電集群并入的配電網(wǎng)存在信息物理耦合緊密、交互影響的問(wèn)題。而電力與通信的日益深度融合，也使電力系統(tǒng)的安全性、可靠性受到?jīng)_擊[10]。對(duì)此，需要開發(fā)電力-信息混合仿真技術(shù)，為融合信息通信的電力系統(tǒng)調(diào)控手段、信息網(wǎng)絡(luò)安全、通信故障等問(wèn)題的研究提供支撐。 （4）分布式發(fā)電集群相關(guān)新型并網(wǎng)裝置的數(shù)模混合實(shí)時(shí)仿真測(cè)試也面臨仿真規(guī)模和精度難以兼顧的問(wèn)題[11]。目前的實(shí)時(shí)仿真工具如RTDS、RT-LAB限于仿真算法和計(jì)算能力，只能進(jìn)行小規(guī)模系統(tǒng)的實(shí)時(shí)仿真，越來(lái)越難以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用的需求。對(duì)此，迫切需要突破傳統(tǒng)仿真規(guī)模的實(shí)時(shí)仿真新技術(shù)。 總之，為提高模擬電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行特征的有效性，推動(dòng)分布式電源與配電網(wǎng)的友好互動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，優(yōu)化分布式電源消納的經(jīng)濟(jì)效益，急需開展分布式可再生能源發(fā)電集群仿真和測(cè)試技術(shù)研究，一方面驗(yàn)證分布式發(fā)電集群協(xié)調(diào)控制、能量管理等策略的有效性，另一方面測(cè)試并網(wǎng)裝置、測(cè)控保護(hù)裝置等一、二次設(shè)備的可靠性，降低安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，減少配電網(wǎng)管理成本，增加分布式電源項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性。 1.3 關(guān)鍵技術(shù) 1.3.1 分布式發(fā)電集群等值建模技術(shù) 集群技術(shù)*初應(yīng)用于大規(guī)模風(fēng)電集群并網(wǎng)控制，漸漸也拓展到分布式光伏等其他分布式電源領(lǐng)域。分布式電源的集群控制形式上是對(duì)區(qū)域內(nèi)分布式電源進(jìn)行整合，但區(qū)別于虛擬電廠內(nèi)部電源的多樣性，集群控制對(duì)象一般為同種類型或出力特性近似的機(jī)組，在控制策略上更側(cè)重于集群內(nèi)各機(jī)組、不同控制目標(biāo)在空間和時(shí)間上的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，克服單機(jī)控制的孤立性和盲目性[12-14]。 在建模過(guò)程中，若對(duì)分布式發(fā)電集群中的每一臺(tái)機(jī)組及其場(chǎng)內(nèi)集電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模，則其對(duì)電力系統(tǒng)的影響可以視為將多臺(tái)小容量的發(fā)電設(shè)備、升壓變壓器及大量的連接線路模型加入到電力系統(tǒng)模型中，不僅增加了電力系統(tǒng)模型的規(guī)模，而且還會(huì)帶來(lái)許多嚴(yán)重問(wèn)題，諸如模型的有效性、數(shù)據(jù)的修正等，同時(shí)也將增加潮流計(jì)算、時(shí)域仿真等分析手段的計(jì)算時(shí)間。此外，在實(shí)際工程中，大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響往往是從“場(chǎng)”的層面，即若干臺(tái)機(jī)綜合效應(yīng)的“和”，考慮更多的是分布式電源的外特性對(duì)電網(wǎng)的影響，對(duì)于規(guī)劃和運(yùn)行部門來(lái)說(shuō)，使用分布式電源詳細(xì)模型來(lái)進(jìn)行分析是沒(méi)有必要的。因此，為了減少計(jì)算量和仿真時(shí)間，有必要采用等值的方法描述分布式發(fā)電集群[15，16]。 可再生能源集群等值建模方面，早期的研究主要集中在大規(guī)模風(fēng)電集群，下面以風(fēng)電集群的等值為例介紹等值建模。等值建模方法從等值系統(tǒng)機(jī)組數(shù)量上可分為單機(jī)等值法和多機(jī)等值法；從等值參數(shù)計(jì)算方法上可分為加權(quán)平均等值法和優(yōu)化算法等值法。 早期的單機(jī)等值法是指將風(fēng)電場(chǎng)用一臺(tái)機(jī)組表征，通過(guò)容量加權(quán)法求取等值機(jī)功率，并以等值前后損耗不變?yōu)樵瓌t計(jì)算等值阻抗參數(shù)。這種方法雖然簡(jiǎn)單，但對(duì)定速風(fēng)電機(jī)組適用性尚可，對(duì)變速風(fēng)電機(jī)組則精度往往較差，原因在于風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)存在尾流效應(yīng)、風(fēng)電所處地形不同，輸入風(fēng)速不同，使得各臺(tái)變速風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)有較大差異，用單臺(tái)風(fēng)機(jī)表征且采用加權(quán)平均等值法求取的參數(shù)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)整體動(dòng)態(tài)特性反映不準(zhǔn)確。對(duì)此的改進(jìn)有兩個(gè)方向，其一是繼續(xù)采用單機(jī)等值，但在等值參數(shù)的求取上，以等值前后風(fēng)電場(chǎng)整體出口處特性一致為目標(biāo)，利用遺傳算法等優(yōu)化算法進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)[17]。這種方法好處是等值模型階數(shù)低，簡(jiǎn)化程度更高。但是當(dāng)不同風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)差異較大時(shí)，即便求得了等值參數(shù)的*優(yōu)解，也未必能夠準(zhǔn)確表征風(fēng)電場(chǎng)特性。因此，單機(jī)等值方法近來(lái)已較少提及，多機(jī)等值法，即將風(fēng)電集群內(nèi)運(yùn)行點(diǎn)相近的機(jī)組用一臺(tái)機(jī)組等值，從而得到用幾臺(tái)機(jī)組表征的風(fēng)電集群[18，19]，成為研究的主流。 大型風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)機(jī)組相對(duì)集中，電氣距離較短，等值建模相對(duì)容易。而分布式發(fā)電集群具有多布點(diǎn)、多時(shí)段、跨空間的變化特性，需要綜合考慮分布式電源空間分布集中度、多機(jī)出力相似度等要素，集群內(nèi)不同控制方式和不同元素的分布式電源等值建模方法也有所不同。此外，為了適應(yīng)不同仿真時(shí)間尺度的需求，對(duì)分布式發(fā)電集群也應(yīng)進(jìn)行多時(shí)間尺度的等值建模，建立其電磁暫態(tài)/動(dòng)態(tài)/穩(wěn)態(tài)的等值模型。 1.3.2 配電網(wǎng)數(shù)字仿真技術(shù) 配電網(wǎng)數(shù)字仿真技術(shù)是指對(duì)電網(wǎng)中的各種發(fā)電設(shè)備、控制設(shè)備、線路、變壓器等元件建立數(shù)學(xué)模型，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值求解的一種技術(shù)，按仿真時(shí)間尺度，可分為電磁暫態(tài)仿真、機(jī)電暫態(tài)仿真和中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真。 電磁暫態(tài)仿真是用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)電力系統(tǒng)中從數(shù)微秒至數(shù)秒之間的電磁暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行仿真模擬。電磁暫態(tài)仿真必須考慮輸電線路分布參數(shù)特性和參數(shù)的頻率特性、發(fā)電機(jī)的電磁和機(jī)電暫態(tài)過(guò)程及各種元件（避雷器、變壓器、電抗器等）的非線性特性，電磁暫態(tài)仿真的數(shù)學(xué)模型必須建立這些元件和系統(tǒng)的代數(shù)或微分、偏微分方程。因此，電磁暫態(tài)仿真中模型階數(shù)很高，加之解的時(shí)間常數(shù)*小可達(dá)毫秒甚至微秒級(jí)，仿真步長(zhǎng)很小，從而仿真規(guī)模受到很大限制[20]。 機(jī)電暫態(tài)仿真和中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真一般用微分方程和代數(shù)方程描述動(dòng)態(tài)元件，用代數(shù)方程描述線路，用數(shù)值積分方法求解這組微分方程組和代數(shù)方程組，以獲得物理量的時(shí)域解[21]。機(jī)電暫態(tài)仿真和中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真一般用來(lái)研究電力系統(tǒng)受到擾動(dòng)后的發(fā)電設(shè)備、控制設(shè)備的動(dòng)態(tài)行為及系統(tǒng)電壓和頻率的運(yùn)行情況，擾動(dòng)包括短路故障、切除線路或負(fù)荷、分布式發(fā)電受到光照波動(dòng)、風(fēng)速波動(dòng)等。機(jī)電暫態(tài)仿真與中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)仿真的區(qū)別在于所包含元件動(dòng)態(tài)模型的時(shí)間尺度及仿真的時(shí)間尺度不同：前者一般關(guān)注時(shí)間常數(shù)在毫秒到秒級(jí)尺度的元件動(dòng)態(tài)，如風(fēng)電機(jī)組的功率控制、槳距角控制、轉(zhuǎn)速控制，光伏發(fā)電的功率控制、*優(yōu)功率控制，以及一些響應(yīng)較快的電網(wǎng)級(jí)的控制手段，如自動(dòng)電壓控制、自動(dòng)發(fā)電控制等；而后者一般關(guān)注時(shí)間常數(shù)在秒級(jí)以上的元件動(dòng)態(tài)，如長(zhǎng)時(shí)間光照、風(fēng)速波動(dòng)，電網(wǎng)中響應(yīng)較慢的控制、調(diào)度策略等。由于配電網(wǎng)的機(jī)電暫態(tài)和中長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，兩種過(guò)程中的動(dòng)態(tài)行為又相互影響，
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