网络环境下功率闭环型数模混合仿真平台接口模型研究

作     者：孙言实 

作者单位：中国石油大学(华东) 

学位级别：硕士

导师姓名：康忠健

授予年度：2015年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：PHIL 数模混合仿真 RTDS 接口模型 延时补偿 丢包补偿 

摘      要：随着可再生新能源发电技术的发展,基于RTDS的功率闭环型(即功率型硬件在环,PHIL)数模混合仿真是研究电网大规模新能源接入技术的有效手段。但单台RTDS设备价格昂贵,所建电网规模有限。利用网络和PHIL技术将不同地域的多台RTDS联合,可建立大规模电网数模混合仿真平台,研究大电网条件下的新能源接入技术。但网络环境下基于RTDS的功率闭环型数模混合仿真系统存在网络延时和丢包等问题,严重影响系统的稳定性和精度。因此,研究网络环境下PHIL数模混合仿真系统存在的网络延时和丢包问题对提高网络环境下PHIL数模混合仿真平台的性能具有重要的理论和现实意义。本文通过分析电压型接口模型的结构、传递函数,结合仿真分析和验证了其不同的性能,并研究了相应的电流型接口模型。仿真结果表明所提出的电流型接口模型具有良好的稳定性和精度。针对网络环境下PHIL数模混合仿真系统的延时问题,分析了基于理想变压器模型和Fourier变换的频域相位补偿法的原理,在此基础上提出了一种自适应阻抗匹配的电流型阻尼阻抗接口模型C-ASDIM,并分析证明了该接口模型的稳定性和精确性。仿真结果表明所提出的接口模型可有效地解决网络环境下PHIL数模混合仿真系统的延时问题。针对网络环境下PHIL数模混合仿真系统的丢包问题,分析了基于最小二乘支持向量机和基于存储的丢包补偿方法的性能,仿真分析表明基于存储的丢包补偿方法具有速度快和准确度高的优点。最后,利用电流跟踪型功率变换模型和本文所提出的C-ASDIM接口模型,在Matlab/Simulink中建立了网络环境下的功率闭环型数模混合仿真模型,对网络延时、丢包和负载突变条件下的PHIL系统进行了仿真分析。仿真结果表明了所提出的方法的有效性。