基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统及仿真方法

1.一种基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：设置有实时电磁暂态仿真系统，对被研究的交直流电网的电力电子局部元件部分进行实时电磁暂态计算；
实时机电暂态仿真系统，对被研究的交直流电网的交流网络部分进行实时机电暂态计算；
混合仿真接口，实现所述实时电磁暂态仿真系统与所述实时机电暂态仿真系统双向联接，将交流网络部分在机电暂态系统中的动态数据等值后动态输送到所述实时电磁暂态仿真系统，并将电力电子局部元件在实时电磁暂态仿真系统中的动态数据等值后动态输送到所述实时机电暂态仿真系统。
2.根据权利要求1所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：被研究的交直流电网在HVDC换流母线或FACTS专用变压器处分割为交流网络部分和电力电子局部元件部分，交流网络部分通过实时机电暂态仿真系统行实时机电暂态仿真计算，电力电子局部元件部分通过实时电磁暂态仿真系统进行实时电磁暂态仿真计算。
3.根据权利要求2所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：所述混合仿真接口设置有第一动态等值电路、第二动态等值电路和时序控制电路；
所述时序控制电路控制每一时步内所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统、第一动态等值电路和第二动态等值电路的工作启始状况及参数更新；
在每一个时步开始时，所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统进行初始状态更新，同时所述第一动态等值电路和第二动态等值电路进行参数更新；
在每一时步内，所述第一动态等值电路接收所述实时机电暂态仿真系统输送的当前时步的ABC分相受控电压源信号并进行等值计算后将等值计算后的结果作为接口电压输送至所述实时电磁暂态仿真系统，所述实时电磁暂态仿真系统根据所述第一动态等值电路输送的接口电压进行当前电磁暂态计算，并以当前电磁暂态计算结果更新所述实时电磁暂态仿真系统作为下一时步的实时电磁暂态仿真系统初始状态；
所述第二动态等值电路接收所述实时电磁暂态仿真系统输送的当前正负零三序接口功率并进行等值计算后将等值计算后的结果作为接口功率输送至所述实时机电暂态仿真系统，所述实时机电暂态仿真系统根据所述第二动态等值电路输送的接口功率进行当前机电暂态计算，并以当前机电暂态计算结果更新所述实时机电暂态仿真系统作为下一时步的实时机电暂态仿真系统初始状态；
在时序控制电路的控制下，所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统、第一动态等值电路和第二动态等值电路开始下一时步的闭环交互，直到仿真时间结束则停止交互。
4.根据权利要求3所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：所述第一动态等值电路为戴维南动态等值电路，其电路参数具体为：
设系统原网络方程为 ：
网络阻抗矩阵为 ；
等值阻抗为 ；
等值电势为 ；
式中， V为网络方程节点电压向量、P 为网络方程节点注入电流向量、 是网络的节点-端口关联矢量， 是节点导纳矩阵， 是节点阻抗矩阵。
5.根据权利要求4所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：所述第二动态等值电路为动态功率源模型，在实时机电暂态仿真系统中设置等值节点为BQ类型节点。
6.根据权利要求6所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：所述时步设置为10ms。
7.根据权利要求1所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统，其特征在于：所述实时电磁暂态仿真系统是RTDS仿真系统，所述实时机电暂态仿真系统是基于UDC的实时机电暂态仿真系统。
8.一种基于RTDS的电力系统混合实时仿真方法，其特征在于：通过如权利要求1所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真系统采用如下方式进行，
（1）仿真准备时刻，实时电磁暂态仿真系统和实时机电暂态仿真系统各自独立运行稳定后，系统开始混合仿真；
（2）所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统及混合仿真接口进行初始状态更新；
（3）实时机电暂态仿真系统中的动态数据通过混合仿真接口等值处理后输送至所述实时电磁暂态仿真系统，实时机电暂态仿真系统进行当前电磁暂态计算，并以当前电磁暂态计算结果更新所述实时电磁暂态仿真系统作为下一时步的实时电磁暂态仿真系统初始状态；同时电磁暂态仿真系统中的动态数据通过混合仿真接口等值处理后输送至所述实时机电暂态仿真系统，所述实时机电暂态仿真系统进行当前机电暂态计算，并以当前机电暂态计算结果更新所述实时机电暂态仿真系统作为下一时步的实时机电暂态仿真系统初始状态；
不断重复上述步骤（2）至（3）的交换过程，直到仿真时间结束则停止交互。
9.根据权利要求8所述的基于RTDS的电力系统混合实时仿真方法，其特征在于：
所述混合仿真接口设置有第一动态等值电路、第二动态等值电路和时序控制电路；
所述时序控制电路控制每一时步内所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统、第一动态等值电路和第二动态等值电路的工作启始状况及参数更新；
在每一个时步开始时，所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统进行初始状态更新，同时所述第一动态等值电路和第二动态等值电路进行参数更新；
在每一时步内，所述第一动态等值电路接收所述实时机电暂态仿真系统输送的当前时步ABC分相受控电压源信号并进行等值计算后将等值计算后的结果作为接口电压输送至所述实时电磁暂态仿真系统，所述实时电磁暂态仿真系统根据所述第一动态等值电路输送的接口电压进行当前电磁暂态计算，并以当前电磁暂态计算结果更新所述实时电磁暂态仿真系统作为下一时步的实时电磁暂态仿真系统初始状态；
所述第二动态等值电路接收所述实时电磁暂态仿真系统输送的当前正负零三序接口功率并进行等值计算后将等值计算后的结果作为接口功率输送至所述实时机电暂态仿真系统，所述实时机电暂态仿真系统根据所述第二动态等值电路输送的接口功率进行当前机电暂态计算，并以当前机电暂态计算结果更新所述实时机电暂态仿真系统作为下一时步的实时机电暂态仿真系统初始状态；
在时序控制电路的控制下，所述实时电磁暂态仿真系统、实时机电暂态仿真系统、第一动态等值电路和第二动态等值电路开始下一时步的闭环交互，直到仿真时间结束则停止交互。

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