一种考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台及方法与流程

本发明涉及一种考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台及方法，属于电力系统自动化。

背景技术：

1、随着分布式新能源装机规模不断扩大，电力系统面临转动惯量下降、频率控制困难等结构性困境，主网层面调峰困难、断面越限，配网层面设备越限等困境，迫切需要将分布式新能源纳入全电压新能源有功协同控制体系，省级电网调度控制系统与地区级电网调度控制系统需要双向协同新能源控制策略，将控制策略下沉配网网格级。

2、目前，标准规范对新能源有功控制功能提出要求，但是对新能源控制策略验证没有较好的测试技术手段，仿真方法和工具还不具备支撑主配网一体、源网荷互动运行仿真能力，无法在真型电力系统环境下实时接受控制命令并迭代计算验证控制策略有效性，受限测试仪器和方法，控制逻辑长过程正常验证及异常验证等测试项目无法开展，缺乏考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台及方法。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台及方法，用以验证省地协同有功控制策略。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明提供一种考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台，包括主配网主站模拟仿真中心、数据模拟中心、镜像电网调度控制系统和测试案例管理及评价中心；

4、所述主配网主站模拟仿真中心，用于基于初始潮流断面和下一时刻发电厂、分布式新能源出力进行主、配网潮流迭代计算和电网频率模拟，得到待测试控制策略执行后的电网潮流断面和电网频率；

5、所述数据模拟中心，用于模拟发电厂、分布式新能源出力并发送至所述主配网主站模拟仿真中心，并将所述主配网主站模拟仿真中心计算的电网潮流断面发送至所述镜像电网调度控制系统；执行所述镜像电网调度控制系统下发的实际调度控制指令，以及向所述主配网主站模拟仿真中心反馈控制指令执行结果；

6、所述镜像电网调度控制系统，用于基于接收到的电网潮流断面生成控制策略及实际调度控制指令；

7、所述测试案例管理及评价中心，用于根据测试目的提供初始潮流断面，以及基于测试过程和测试结果进行控制策略评价。

8、进一步的，所述主配网主站模拟仿真中心配置主配网模型解析拼接模块、主配网潮流计算模块、频率模拟模块和实时控制仿真模块；

9、所述主配网模型解析拼接模块，用于导入主、配网cime模型并拼接为电网一体模型；

10、所述主配网潮流计算模块，用于基于初始潮流断面和下一时刻发电厂、分布式新能源出力对所述电网一体模型进行主、配网潮流迭代计算，得到待测试控制策略执行后的电网潮流断面，生成电网潮流断面遥信遥测数据包；

11、所述频率模拟模块，用于基于初始潮流断面和下一时刻发电厂、分布式新能源出力对所述电网一体模型进行电网频率模拟，为待测试控制策略提供模拟电网频率；

12、所述实时控制仿真模块，用于接收所述数据模拟中心上送的下一时刻发电厂、分布式新能源出力，并发送所述电网潮流断面遥信遥测数据包至数据模拟中心。

13、进一步的，所述主配网模型解析拼接模块具体用于，

14、从省级电网调度控制系统导出主网cime模型，从地区级电网调度控制系统导出10kv配网馈线cime模型，进行主、配网全模型拼接，并与所述镜像电网调度控制系统所用模型保持一致。

15、进一步的，所述主配网潮流计算模块计算周期为秒级；所述频率模拟模块频率计算周期为毫秒级。

16、进一步的，所述数据模拟中心配置电源发电模拟模块、厂站仿真模块、实时控制执行模块和前置通信模块；

17、所述电源发电模拟模块，用于模拟发电厂和分布式新能源的时序出力仿真曲线；

18、所述厂站仿真模块，用于模拟发电厂和分布式新能源的前置通道及遥测、遥控、遥测和遥信信息；

19、所述实时控制执行模块，用于执行实际调度控制指令，向所述主配网主站模拟仿真中心反馈控制指令执行结果更新下一时刻潮流计算的注入量，以及接收电网潮流断面计算结果；

20、所述前置通信模块，用于向所述镜像电网调度控制系统发送当前时刻电网潮流断面并接受所述镜像电网调度控制系统下发的实际调度控制指令。

21、进一步的，所述电源发电模拟模块具体用于，

22、模拟不少于1000个的风电集群及低压分布式光伏的24小时时序出力仿真曲线；

23、所述低压分布式光伏采用“台区-网格-分区”按照电网拓扑层级汇聚预测方式，基于天气预报数据预测未来24小时时序出力仿真曲线。

24、进一步的，所述实时控制执行模块具体用于，

25、执行所述镜像电网调度控制系统下发的实际调度控制指令，

26、若发电厂或分布式新能源没有收到调度控制指令，则将所述电源发电模拟模块预测的下一时刻的出力曲线返回至所述主配网主站模拟仿真中心；

27、若收到调度控制指令则按预设执行方式返回控制指令执行结果至所述主配网主站模拟仿真中心；

28、所述预设执行方式包括正常执行与异常执行，所述正常执行包括100%执行调度控制指令，所述异常执行包括按不同比例执行调度控制指令。

29、进一步的，所述前置通信模块包括省级电网前置通信模块和地区级电网前置通信模块，

30、所述省级电网前置通信模块，用于以iec104向镜像电网调度控制系统发送当前时刻的主网潮流断面，并接受所述镜像电网调度控制系统的实际调度控制指令，所述实际调度控制指令包括常规机组和统调集中式新能源调度控制指令；

31、所述地区级电网前置通信模块，用于采用并行处理技术以扩展iec104向镜像电网调度控制系统发送配网潮流断面，并接受包括非统调集中式新能源、10kv及以上分布式新能源和低压分布式新能源调度控制指令。

32、进一步的，所述镜像电网调度控制系统包括镜像省级电网调控系统和镜像地区级电网调度控制系统，

33、所述镜像电网调度控制系统采用与实际调度控制系统一致的软硬件架构，部署实际的自动发电控制及新能源控制软件。

34、进一步的，所述测试案例管理及评价中心配置案例管理模块和策略评价模块；

35、所述案例管理模块，用于根据测试目的生成初始潮流断面，并发送至主配网潮流计算模块；

36、所述策略评价模块，用于基于测试过程和测试结果进行控制策略评价。

37、本发明还提供一种考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证方法，采用上述的考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台实现，所述方法包括：

38、离线导入主、配网cime模型，并拼接为电网一体模型；

39、基于初始潮流断面和下一时刻发电厂、分布式新能源出力进行主、配网潮流迭代计算和电网频率模拟；

40、基于主、配网潮流计算结果生成控制策略及实际调度控制指令；

41、执行所述实际调度控制指令，并基于预设执行方式反馈控制指令执行结果更新下一时刻潮流计算的注入量；

42、进行下一时刻的主、配网潮流迭代计算和电网频率模拟，直至达到测试运行时间，基于测试过程和测试结果生成控制策略评价报告。

43、进一步的，所述方法还包括：

44、配置测试项目及调度控制指令执行方式；

45、开启测试后，基于测试项目生成初始潮流断面。

46、进一步的，所述测试项目包括：电网控制策略控制逻辑正常测试、通信异常模拟测试和闭锁防误机制测试；

47、所述电网控制略控制逻辑正常测试包括：根据风电集群及低压分布式光伏时序出力曲线，模拟电网24小时运行断面，长周期监测控制调控指令执行效果；

48、所述通信异常模拟测试包括：模拟厂站、新能源通道通信异常、不执行或异常执行控制指令，检测下一周期控制策略执行效果；

49、所述闭锁防误机制测试包括：模拟异常控制指令，检测是否异常指令闭锁功能。

50、本发明的有益效果为：

51、本发明提供一种考虑分布式新能源的主配融合电网闭环控制验证平台及方法，该方法基于潮流断面和下一时刻发电厂、分布式新能源出力进行主、配网潮流迭代计算和电网频率模拟，计算过程中考虑发电厂、分布式新能源出力，并基于调度控制指令的执行结果更新潮流计算的注入量。该方法可实现对省地协同、主配融合有功控制策略进行测试，可用于实验室检测与现场测试，测试手段灵活便捷，测试结果可靠，在不干扰实际电网调度控制系统运行的条件下，为电网新能源控制软件提供控制策略验证真型环境。