1、隨著新能源在電力系統(tǒng)中的廣泛接入和大規(guī)模交直流混聯輸電系統(tǒng)的日益形成，傳統(tǒng)的基于單相正弦假設條件的機電暫態(tài)仿真已經無滿足電力系統(tǒng)精細仿真的需求;另一方面，基于ABC三相建模的電磁暫態(tài)仿真由于步長過小，所需的仿真資源過大，難以滿足電力系統(tǒng)規(guī)?；姆抡嫘枨?。電磁-機電暫態(tài)混合仿真技術綜合了傳統(tǒng)機電暫態(tài)仿真和電磁暫態(tài)仿真的技術優(yōu)勢，較好地協調了仿真的規(guī)模、精度和速度等問題，成為研究現代電力系統(tǒng)的有效的手段之一。本文的重點是研究電磁-機電暫態(tài)混

2、合仿真的誤差產生機理、精度提升技術、多端口建模以及混合仿真在實際大規(guī)模交直流輸電系統(tǒng)中的應用，圍繞混合仿真等值模型誤差機理，交互過程誤差機理，多端口解耦與建模以及仿真精度評估和驗證等關鍵性問題進行了深入研究，并得到一系列具有工程實用價值的結論。
　　本研究主要內容包括：⑴進行了電磁-機電暫態(tài)混合仿真接口信息限制性分析和等值模型誤差機理分析并研究了等值模型改進技術。分析了電磁側的功率源等值在電磁側發(fā)生故障后進行功率-電壓迭代引起的非

3、唯一解問題，將電磁側接口處的電壓幅值和相位引入機電側計算，提出了一種改進的功率源等值方式，該方式充分利用了接口信息，并保留了功率源等值對接口電氣信息相位不敏感的特性;對比了電力系統(tǒng)典型元件在電磁暫態(tài)和機電暫態(tài)仿真建模的差異，指出機電暫態(tài)建模對電網中大量存在的線路、變壓器等元件采用的代數方程處理方法使得由機電暫態(tài)數據獲得的外部系統(tǒng)等值參數不能體現外部系統(tǒng)的非線性特性，是影響混合仿真精度的原因之一。提出了基于時間常數的外部系統(tǒng)等值阻抗參數求

4、取方法，并采用含有一回直流的IEEE39節(jié)點系統(tǒng)進行了有效性驗證。提出了適用于混合仿真的機電和電磁側非對稱故障的處理方法，擴大了混合仿真的可處理范圍。⑵研究了電磁-機電暫態(tài)混合仿真接口交互誤差機理，分析了相量提取算法、交互步長、信息交互延遲、機電側迭代過程對仿真精度的影響。分析了電氣量含有衰減直流分量時造成dq-120算法提取誤差的機理，提出了結合Prony算法的改進dq-120算法，該算法利用對故障后的波形的5個采樣點信息即可有效濾除

5、直流分量;針對交互誤差隨信息滯后時間增加而增大的特性，提出了包括變交互步長，戴維南電動勢預估，戴維南電動勢一階保持在內精度改進集成方案。⑶針對我國電網多直流饋入交直流混雜系統(tǒng)的現狀，分析了多端口電路誤差產生機理以及直流電流引入前后端口耦合關系。為了減小多端口引入的誤差，并在滿足RTDS(Real Time Digital Simulator)建模約束的前提下盡可能保證電磁側的仿真精度，采用 FSV(Feature Selected Va

6、lidation)方法中的GDM(GlobalDifferenceMeasure)指標表征端口解耦之后的仿真結果與端口解耦之前仿真結果的差異量，分別對不同耦合強度的端口解耦，進行端口耦合強度和仿真精度之間的定量分析，得到了滿足FSV定性評估為“好”及以上的端口工程化的解耦指標。提出了采用端口聚類的方法建立端口建模方案的流程和方法。⑷建立了可用于電磁側仿真的多端口接口數學模型。針對機電側含有旋轉設備導致的正序和負序等值阻抗不等的問題，提出

7、了一種通過補償負序戴維南等值電動勢來修正負序電路等值參數的方法。分析了等值電路時域離散數學模型，采用RTDS/CBuilder白定義建模的方法，在RTDS上建立了考慮相與相之間耦合的接口電路。⑸進行了南方電網2014運行方式工程化集成應用的研究，結合南方電網“八交八直”的仿真需求，在基于RTDS實時仿真器的仿真平臺上設計了適用于南方電網“八交八直”的接口方案。方案集成了精度改進集成技術和多端口建模技術，通過對整流側和逆變側換流母線在電磁