CN105608252B - 一种电网故障模拟测试的仿真方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种电网故障模拟测试的仿真方法及装置，涉及电气技术领域，用以实现对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的进行仿真，进而有助于在高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备故障时，确定出故障位置。所述方法包括：建立仿真任务信息；建立所述仿真任务信息对应的仿真模型，并获取仿真参数；在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果；将所述仿真结果输出。

Description

一种电网故障模拟测试的仿真方法及装置
技术领域
本发明涉及电气技术领域，尤其涉及一种电网故障模拟测试的仿真方法及装置。
背景技术
近年来，我国大力支持发展新能源技术，随着太阳能光伏发电装机比例的快速增加，同风力电机组一样，电力***对接入电网的大中型光伏电站在电网发生暂态故障时的运行能力提出了要求，国家电网公司的“光伏电站接入电网技术规定”明确要求大中型光伏电站具备低电压穿越能力。
随着光伏并网检测试验的不断进行，目前适用于高海拔地区的光伏并网检测设备是基于电力电子设备，通过对电力电子元器件的控制，改变输出电压的幅值，模拟电网电压的故障状态，根据各个电站的实际接线方式，选择不同的接线方式，将所用的测试设备串接在电站的逆变器与主母线之间，同时电力电子设备的控制，对所测试的逆变器进行测试。
电力电子元件由于其本身的特性，必将产生谐波，无法实际体现电网的真是特性，因此，目前国内针对高海报地区大规模并网光伏电站的电网故障模拟测试中，提出了一种高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备。
而高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备故障时，通常采用对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的进行仿真的方法，对仿真结果中的各个数据进行分析，从而可以确定出出现故障的部分。而在现有技术中，并没有针对上述高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的故障测试过进行仿真的方法。此问题亟需解决。
发明内容
本发明的实施例提供一种电网故障模拟测试的仿真方法及装置，用以实现对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的进行仿真，进而有助于在高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备故障时，确定出故障位置。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例提供了一种电网故障模拟测试的仿真方法，包括：建立仿真任务信息；建立所述仿真任务信息对应的仿真模型，并获取仿真参数；在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果；将所述仿真结果输出。
进一步的，所述将所述仿真结果输出包括：根据所述仿真结果，在POL中生成相应的仿真曲线；输出所述仿真曲线。
进一步的，所述在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果包括：在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用FORTRAN编译器进行编译、连接得到仿真结果。
进一步的，所述仿真模型中包括：真空高压断路器，多抽头限流电抗器及多抽头短路电抗器。
进一步的，本发明实施例提供了一种仿真装置，包括：建立单元，用于建立仿真任务信息；所述建立单元，还用于建立所述仿真任务信息对应的仿真模型；获取单元，用于获取仿真参数；处理单元，用于在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果；输出单元，用于将所述仿真结果输出。
进一步的，所述输出单元，具体用于根据所述仿真结果，在POL中生成相应的仿真曲线；输出所述仿真曲线。
进一步的，所述处理单元，具体用于在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用FORTRAN编译器进行编译、连接得到仿真结果。
进一步的，所述仿真模型中包括：真空高压断路器，多抽头限流电抗器及多抽头短路电抗器。
本发明实施例提供了一种电网故障模拟测试的仿真方法及装置，包括：建立仿真任务信息；建立仿真任务信息对应的仿真模型，并荻取仿真参数，在仿真模型中设置仿真参数，并利用编译器进行编译，连接得到仿真结果；将仿真结果输出。这样，本发明中可以根据高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备，对其建立进行仿真模型，进而可以对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备进行仿真。因此，在本发明实现了对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的进行仿真，进而有助于在高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备故障时，确定出故障位置的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电网故障模拟测试的仿真方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电网故障模拟测试的仿真方法的示例的示意图；
图3为本发明实施例提供的仿真曲线的示意图；
图4为本发明实施例提供一种仿真装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种电网故障模拟测试的仿真方法，如图1所示，包括：
步骤101、建立仿真任务信息。
具体的，用户在需要为高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备建立仿真时，需要将高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的相关数据发送至仿真装置。仿真装置可以根据接收的高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的相关数据建立仿真任务信息，并存储下各个参数的具体值。
步骤102、建立仿真任务信息对应的仿真模型，并获取仿真参数。
具体的，仿真装置在建立了仿真任务信息后，可以根据建立的仿真任务信息，确定出构建仿真模型的各个组件，从而可以根据各个组件构造电气主接线图，建立仿真模型。在建立仿真模型时，在确定各个组件时，可以在建立的仿真任务信息中，确定各个组件的仿真参数。
需要说明的是，PSCAD(Power System Computer Aided Design)是世界上应用最广泛的研究电力***瞬时过程的程序，这两种软件可以模拟电源、电机、变压器、断路器、集中参数组件、分布参数组件、非线性组件以及控制***等灵活组合成任意的***，从而方便地进行操作过电压的仿真，记录所需要的数据，并且可以有意识地改变某些参数，从而进行操作过电压对一些影响参数的敏感性分析。
PSCAD，作为该软件的图形用户接口，完成所要研究***网络图的构建、仿真运行和结果分析等任务，在它的帮助下，大大简化了***建模的过程。
此时，在仿真装置建立仿真模型时，仿真装置根据EMTP软件建立仿真模型。
步骤103、在仿真模型中设置仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果。
具体的，仿真装置在获取了仿真参数后，将各个仿真参数设置在仿真模型中，即为将仿真模型的各个组件设置为其对应的仿真参数的值。这样，仿真模型就设置完成。仿真装置可以搭建完仿真模型后，通过编译器对仿真过程中的仿真装置的动作顺序和动作时间进行编译、连接，在编译器编译、连接后，仿真装置可以得到仿真结果。
进一步的，在仿真模型中设置仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果包括：在仿真模型中设置所述仿真参数，并利用FORTRAN编译器进行编译、连接得到仿真结果。
也就是说，仿真装置在搭建完仿真模型后，通过FORTRAN编译器进行编译、连接得到仿真结果。
步骤104、将所述仿真结果输出。
具体的，仿真装置在得到仿真结果后，可以将仿真结果输入至显示文件中，显示给用户。
进一步的，将仿真结果输出包括：根据仿真结果，在PSCAD中生成相应的仿真曲线；输出仿真曲线。
具体的，仿真装置需要将仿真结果通过曲线的方式显示给用户时，可以在得到仿真结果时，在PSCAD中实时生成仿真曲线。从而可以将生成的仿真曲线输出，以便用户观看。
进一步的，在本发明实施例需要建立高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的仿真时，在步骤102中的建立的仿真模型中包括：真空高压断路器，多抽头限流电抗器及多抽头短路电抗器。
例如，若本发明实施例需要建立高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的仿真，此时，仿真模型中包括：真空高压断路器CB1，CB2，CB3及CB4，如图2所示。多抽头限流电抗器E1及多抽头短路电抗器E2。其中，CB1，CB2，CB3及CB4可以为35Kv(千伏)真空高压断路器，额定电流为1250A，开断容量为≥24kA，开断时间≤60ms。
其中，根据实际的需要建立高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的参数设置仿真模型的真空高压断路器参数。
多抽头限流电抗器E1的电感值可以分别为212mH(毫亨)，146mH，108mH及46Mh。多抽头短路电抗器E2的电感值分别为588mH，428mH，336mH及128mH。
其中，上述E1与E2的具体仿真值可以根据实际的需要建立高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的参数设置。
进一步的，根据实际情况，在上述仿真模型搭建过程中还分别加入了电阻和电容装置，电阻值根据需要建立高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的实际电阻的值进行设置，电容值按设备的实际电容值进行设置。
若为了抑制高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备在操作时的过电压，其内安装了35kV***避雷器时，则在仿真模型建立过程中，为了与实际高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备相对应，则在仿真模型建模过程中也需搭建35kV氧化锌避雷器。
在建立仿真模型的光伏电站逆变器的出力模型搭建过程中，需要考虑光伏电站的实际出力曲线，通过对光伏电站的逆变器出力的实际测试和光伏电站的出力曲线模拟，可以用直流模拟源代替相关光伏电站逆变器的出力，通过已测光伏电站的实际出力曲线，将光伏电站的实际出力曲线在直流模拟源设备内进行拟合，使直流模拟源的输出更接近与光伏电站逆变器的实际出力。
如上例所述，若在示例中使用PSCAD软件搭建电网故障模拟***仿真图，对理论跌落深度为66％的工况进行仿真。则在仿真模型中还包括：限流电抗器L1，与L1串联的短路电抗器L2，且L1为212mH，L2为428mH，短路方式为三相对称短路，假设在0.8S(秒)时闭合CB3，在1.3S时分开CB3，CB3截断电流设为10A。
阻容吸收器RC的参数选取为100Ω和0.1uF，添加位置为测试点和短路点每相对地。其中，阻容吸收装置RC是指0.1uF的电容装置和100欧姆的电阻装置。
避雷器Z为三相组合式，相间额定电压设为24kV，相地额定电压设为20kV。
在完成仿真模型的仿真参数设置完成后，可以通过FORTRAN编译器进行编译、连接，得到仿真结果。为了更加清晰的反映仿真结果，可以将仿真结果通过PSCAD转化为仿真曲线，并显示此仿真曲线。其中，仿真结果可以随着程序的进度在PSCAD中实时生成仿真曲线，如图3所示。在PSCAD生成仿真曲线后，可以将仿真曲线显示出以便用户检验运算结果是否合理。
进一步的，在PSCAD生成仿真曲线后，仿真装置可以将仿真曲线通过MATLAB接口发送至MATLAB，以便MATLAB对仿真结果进行校验，确定仿真结果是否合理。本发明实施例提供了一种电网故障模拟测试的仿真方法，包括：建立仿真任务信息：建立仿真任务信息对应的仿真模型，并获取仿真参数，在仿真模型中设置仿真参数，并利用编译器进行编译，连接得到仿真结果；将仿真结果输出。这样，本发明中可以根据高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备，对其建立进行仿真模型，进而可以对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备进行仿真。因此，在本发明实现了对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的进行仿真，进而有助于在高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备故障时，确定出故障位置的目的。
本发明实施例提供了一种仿真装置，如图4所示，包括：
建立单元401，用于建立仿真任务信息。
建立单元401，还用于建立仿真任务信息对应的仿真模型。
获取单元402，用于获取仿真参数。
处理单元403，用于在仿真模型中设置仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果。
具体的，处理单元403，具体用于在仿真模型中设置仿真参数，并利用FORTRAN编译器进行编译、连接得到仿真结果。
输出单元404，用于将仿真结果输出。
具体的，输出单元404，具体用于根据仿真结果，在POL中生成相应的仿真曲线。输出仿真曲线。
进一步的，仿真模型中包括：真空高压断路器，多抽头限流电抗器及多抽头短路电抗器。
本发明实施例提供了一种仿真装置，包括：建立仿真任务信息；建立仿真任务信息对应的仿真模型，并获取仿真参数，在仿真模型中设置仿真参数，并利用编译器进行编译，连接得到仿真结果；将仿真结果输出。这样，本发明中可以根据高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备，对其建立进行仿真模型，进而可以对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备进行仿真。因此，在本发明实现了对高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的进行仿真，进而有助于在高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备故障时，确定出故障位置的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种电网故障模拟测试的仿真方法，其特征在于，包括：
(1)建立仿真任务信息；
具体的，用户在需要为高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备建立仿真时，需要将高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的相关数据发送至仿真装置；仿真装置根据接收的高海拔光伏电站电网故障模拟测试***移动监测设备的相关数据建立仿真任务信息，并存储下各个参数的具体值；
(2)建立所述仿真任务信息对应的仿真模型，并获取仿真参数；仿真模型中包括真空高压断路器，多抽头限流电抗器及多抽头短路电抗器；
具体的，仿真装置在建立了仿真任务信息后，根据建立的仿真任务信息，确定出构建仿真模型的各个组件，从而根据各个组件构造电气主接线图，建立仿真模型；在建立仿真模型时，在确定各个组件时，可以在建立的仿真任务信息中，确定各个组件的仿真参数；
(3)在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果；其编译器为FORTRAN编译器；
具体的，仿真装置在获取了仿真参数后，将各个仿真参数设置在仿真模型中，即为将仿真模型的各个组件设置为其对应的仿真参数的值，仿真模型就设置完成；仿真装置搭建完仿真模型后，通过编译器对仿真过程中的仿真装置的动作顺序和动作时间进行编译、连接，在编译器编译、连接后，仿真装置可以得到仿真结果；
(4)将仿真结果输出；其仿真结果输出包括：根据所述仿真结果，在POL中生成相应的仿真曲线；输出所述仿真曲线。
2.根据权利要求1所述的一种电网故障模拟测试的仿真方法用的仿真装置，所述仿真装置用于电网故障模拟测试的方法中，其特征在于，所述仿真装置包括：
建立单元，用于建立仿真任务信息；
所述建立单元，还用于建立所述仿真任务信息对应的仿真模型；所述仿真模型中包括：真空高压断路器，多抽头限流电抗器及多抽头短路电抗器；
获取单元，用于获取仿真参数；
处理单元，用于在所述仿真模型中设置所述仿真参数，并利用编译器进行编译、连接得到仿真结果，其编译器为FORTRAN编译器；
输出单元，用于将所述仿真结果输出；所述输出单元，具体用于根据所述仿真结果，在POL中生成相应的仿真曲线。
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