陳鵬偉， 陶 順， 楊 洋， 肖湘寧

(新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室， 華北電力大學(xué)， 北京 102206)

電磁-機電暫態(tài)混合仿真接口交互信息限制性分析

陳鵬偉， 陶 順， 楊 洋， 肖湘寧

(新能源電力系統(tǒng)國家重點實驗室， 華北電力大學(xué)， 北京 102206)

電磁-機電混合仿真可同時實現(xiàn)對大規(guī)模電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真和局部網(wǎng)絡(luò)的電磁暫態(tài)仿真，本文首先分析了混合仿真分割求解的信息量交互基本需求，分別從電磁側(cè)與機電側(cè)兩個方面比較了各自邊界條件的限制性，并就電磁側(cè)電流源等值形式與功率源等值形式進行了適用性分析。最后，通過基于PSCAD+C的混合仿真平臺驗證了上述相應(yīng)分析結(jié)論。

電磁暫態(tài)； 機電暫態(tài)； 混合仿真； 交互信息； 等值約束

1 引言

電磁-機電暫態(tài)混合仿真旨在一次仿真過程中同時實現(xiàn)對大規(guī)模電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真和局部網(wǎng)絡(luò)的電磁暫態(tài)仿真，可以在節(jié)省計算資源的前提下保證局部系統(tǒng)的仿真精度[1]。由于其自身特殊的工程應(yīng)用價值，自20世紀(jì)80年代起，電磁-機電混合仿真便逐漸成為國內(nèi)外研究的熱點之一。目前，較為成熟的混合仿真技術(shù)主要是通過適當(dāng)?shù)慕涌趯⑸逃秒姶艜簯B(tài)仿真軟件與完善的機電暫態(tài)程序結(jié)合進行混合仿真[2,3]，但兩者在模型處理、積分步長、計算模式等方面存在的諸多差異使得仿真接口成為混合仿真實現(xiàn)的關(guān)鍵，即如何設(shè)計合適的接口形式，以使本側(cè)網(wǎng)絡(luò)計算中充分考慮對側(cè)網(wǎng)絡(luò)信息，從而保證整體仿真的準(zhǔn)確性[4]。

在已有的研究中，基本采用等值的方式提供邊界條件，等值電路的形式已基本確定，但等值參數(shù)求取算法仍在完善中[5]。機電側(cè)計算是以相量形式進行的，因此電磁側(cè)多以基波等值為主，如功率負荷(源)、注入電流源或諾頓(戴維南)等值電路形式，如何在滿足實時仿真計算復(fù)雜度限制的情況下從電磁側(cè)瞬時值計算結(jié)果中準(zhǔn)確提取出基波相量是混合仿真一個關(guān)鍵的技術(shù)難點，尚需完善。電磁側(cè)計算時機電側(cè)多采用多端口戴維南(或諾頓)電路來等值，但戴維南(或諾頓)電路僅有基波等值信息，且在一個交互步長內(nèi)機電側(cè)系統(tǒng)等值電源以恒壓源或恒流源形式出現(xiàn)，缺失其余暫態(tài)過程的信息。為了提供更廣頻率范圍的等值信息，有學(xué)者提出機電側(cè)系統(tǒng)采用頻率相關(guān)的等值形式[6]，但該等值方法距離工程的實際應(yīng)用仍較為遙遠。

現(xiàn)有國內(nèi)外混合仿真研究成果多針對混合仿真異構(gòu)平臺實現(xiàn)、仿真精度改善技術(shù)等問題。文獻[5]明確了混合仿真的兩個基本要求及面臨的實質(zhì)難題，包括分網(wǎng)方案、邊界條件與對側(cè)等值等。文獻[6]針對機電側(cè)系統(tǒng)等值，用算例驗證了頻率相關(guān)等值的必要性。文獻[7]提出了預(yù)估校正的精度改善思路，以修正接口引入的延時與數(shù)值擾動誤差，并應(yīng)用于RTDS/并行機構(gòu)成的異構(gòu)混合仿真平臺。文獻[8]從串并行交互時序角度，分析了時序交互導(dǎo)致的誤差。但是，在交互信息自身限制性方面尚無文獻進行機理性的分析與討論，而該部分內(nèi)容恰是混合仿真技術(shù)改進與精度提高的重要基礎(chǔ)。本文首先分析了混合仿真分割求解的信息量交互需求，然后分別從電磁側(cè)與機電側(cè)兩個方面比較了各自等值形式的限制性，并就電磁側(cè)電流源等值形式與功率源等值形式進行了各自的適用性分析；最后，利用基于PSCAD+C的電磁-機電混合仿真平臺驗證了上述相應(yīng)分析結(jié)果。

2 網(wǎng)絡(luò)分割求解的信息交互需求

電磁-機電混合仿真本質(zhì)上是通過接口將系統(tǒng)劃分為電磁子系統(tǒng)與機電子系統(tǒng)并分割求解的過程，因而在單側(cè)計算時需要對側(cè)系統(tǒng)在接口處提供恰當(dāng)、充分的邊界條件，即交互信息。

給定的電力系統(tǒng)如圖1所示。其中YS與YE分別表示機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)和電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納陣，US與UE分別表示機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)和電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點電壓，hS與hE分別表示機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)和電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)的等值電流源(用于簡化發(fā)電機節(jié)點的注入)，接口聯(lián)絡(luò)線電流為Im，接口電壓為Um，矩陣p與q分別表示機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)和電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點同接口聯(lián)絡(luò)線之間的節(jié)點-支路關(guān)聯(lián)矩陣。

圖1 系統(tǒng)分割求解示意圖Fig.1 Segmentation process for system solving

分別求解機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)和電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)，可以得到各自的網(wǎng)絡(luò)方程：

YSUS=hS-pIm

(1)

YEUE=hE+qIm

(2)

接口節(jié)點同時存在于機電子系統(tǒng)和電磁子系統(tǒng)中，因而接口處電壓應(yīng)滿足約束條件：

Um=pTUS=qTUE

(3)

聯(lián)立后，可得：

(4)

根據(jù)式(4)求出接口電流Im后，即可反推求得各子網(wǎng)節(jié)點電壓以及接口電壓Um，可見接口電流Im是網(wǎng)絡(luò)分割求解的關(guān)鍵，而接口電流的準(zhǔn)確求解依賴于兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及兩側(cè)系統(tǒng)發(fā)電機注入電流。

需要指出，對于實際混合仿真平臺而言，上述網(wǎng)絡(luò)分割求解的條件往往無法直接滿足。電磁暫態(tài)仿真一般基于成熟的商用電磁暫態(tài)仿真軟件(RTDS、PSCAD等)，其封裝特性使得電磁側(cè)子網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納陣YS無法直接獲得，為了獲得準(zhǔn)確的接口電流Im，只能從電磁暫態(tài)仿真結(jié)果中獲取。因此需要機電側(cè)子網(wǎng)絡(luò)在電磁暫態(tài)計算中進行等值處理，以等值電路代替上述所需機電系統(tǒng)導(dǎo)納陣及發(fā)電機注入電流，從而獲得瞬時值形式的接口電流im，繼而獲得用于機電暫態(tài)計算的接口電流基波相量形式Im，傳遞給機電側(cè)系統(tǒng)用于機電暫態(tài)計算。可以發(fā)現(xiàn)，采用混合仿真方式，上述式(3)與式(4)的接口電壓與電流約束條件不再同時滿足，而是交替滿足。此外，根據(jù)交互時序的不同，混合仿真可分為并行與串行仿真兩種。采用并行時序時兩側(cè)系統(tǒng)均有一個交互步長延時，如圖2所示；串行交互時一側(cè)系統(tǒng)也不可避免有一個交互步長延時，這就導(dǎo)致分割求解所用邊界條件不能嚴格對應(yīng)。

圖2 并行交互時序及計算示意圖Fig.2 Diagram of parallel interaction timing sequence

因此，在分割求解直接需求無法滿足的情況下，使用其他邊界條件作為替代時必然需要考慮其限制性。

3 電磁側(cè)等值信息的限制性分析

機電暫態(tài)仿真采用的是單相準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型，計算是以相量形式進行，因此電磁子系統(tǒng)多以基波等值為主，一般有功率源(負荷)、注入電流源或諾頓(戴維南)等值電路三種形式，如圖3所示。

圖3 混合仿真交互信息傳遞示意圖Fig.3 Diagram of transinformation in hybrid simulation

(1)電流源等值

若電磁側(cè)系統(tǒng)采用電流源Im作為等值形式，由于交互延時作用，可表示為Im(tj-1)，則機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)方程為：

YSUS(tj)=hS(tj)-pIm(tj-1)

(5)

式中，tj表示當(dāng)前時刻；tj-1表示一個交互步長前的時刻。

接口等值注入電流可以直接合并到機電網(wǎng)絡(luò)方程右端對應(yīng)節(jié)點上，計算直接簡單。如何準(zhǔn)確地從瞬時值形式的接口電流im中提取出基波相量Im是該種等值形式的關(guān)鍵，特別是注入電流絕對相位的提取。需要指出，相量概念一般僅適用穩(wěn)態(tài)波形，而基于機電側(cè)等值的電磁暫態(tài)仿真中，注入電流Im的求取準(zhǔn)確度又依賴于機電子系統(tǒng)等值電路的準(zhǔn)確性。

電流源等值物理本質(zhì)上是在單步機電暫態(tài)計算過程中對機電子網(wǎng)絡(luò)與電磁子網(wǎng)絡(luò)完全割離。采用上一個交互步長計算出的注入電流等來進行本次機電暫態(tài)計算時，并未考慮對側(cè)電磁網(wǎng)絡(luò)的特性和時延影響，這點與式(3)和式(4)所體現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)分割求解的需求是矛盾的。

多端口情況下，電流源的等值形式實質(zhì)上是以端口為基準(zhǔn)，在一個機電仿真步長內(nèi)將電磁側(cè)系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)，則注入機電系統(tǒng)的總功率可利用梯形法近似為：

(6)

式中，Umi表示機電暫態(tài)仿真計算出的端口i的接口電壓；ΔUmi表示當(dāng)前時刻與前一步長計算的接口電壓變化量；Imi表示電磁側(cè)傳遞至機電側(cè)的端口i接口電流；n表示接口端口總數(shù)。可以發(fā)現(xiàn)，在一個交互步長內(nèi)，電磁側(cè)多端輸入功率的波動情況完全依賴于機電側(cè)系統(tǒng)特性。對于含HVDC的電磁子系統(tǒng)而言，其端口之間存在功率輸入與輸出的強耦合關(guān)系，端口功率不完全依賴于機電系統(tǒng)。故多端口情況下，電流源等值的不適用性會有所減弱，且會隨著端口數(shù)的增加而進一步體現(xiàn)。

另外一方面，機電子系統(tǒng)接口電壓可以表示為：

Um=E(hS)-ZeqIm

(7)

式中，E(hS)表示各發(fā)電機注入電流作用在各接口的等效戴維南電勢；Zeq表示接口等效阻抗陣。若忽略發(fā)電機效應(yīng)，則接口電壓計算誤差可近似為：

(8)

可以發(fā)現(xiàn)，多端口情況下，接口電流相量提取誤差在各接口會存在累積作用，接口數(shù)目的選定應(yīng)與接口相量提取算法精度及仿真精度需求相適應(yīng)。為得到上述接口數(shù)目與精度間的關(guān)系，分別令：

由式(8)可得：

(9)

(10)

(2)諾頓等值

設(shè)電磁側(cè)子系統(tǒng)諾頓電路中的等值電流源和等值導(dǎo)納分別記作Im(tj-1)與YE，則機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)方程為：

[YS-pYEpT]US(tj)=hS(tj)-pIm(tj-1)

(11)

注入的等值電流Im是接口節(jié)點電壓的線性函數(shù)，求解機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)方程左側(cè)的導(dǎo)納矩陣和右側(cè)的發(fā)電機注入電流列向量都要作相應(yīng)修正，計算過程稍微復(fù)雜一些。機電子系統(tǒng)節(jié)點電壓US會受到電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)特性的影響，集中體現(xiàn)在等值導(dǎo)納YE上，因而它更符合系統(tǒng)的物理本質(zhì)，但其中等效電流源仍不可避免地?zé)o法滿足網(wǎng)絡(luò)分割求解的無延時需求。

諾頓電路屬于線性網(wǎng)絡(luò)的一種等值形式，但電磁側(cè)經(jīng)常含有復(fù)雜的非線性元件和參數(shù)(含F(xiàn)ACTS元件或HVDC系統(tǒng))，甚至可能是一個無源系統(tǒng)，嚴格來說它難以滿足網(wǎng)絡(luò)諾頓等值的基本條件(相量提取不準(zhǔn)確，無法形成諾頓等值)，因而電磁側(cè)采用諾頓等值電路形式只能保證一定的近似性，特別是暫態(tài)過程中可能會帶來較大的仿真誤差，即YE不足以表征電磁網(wǎng)絡(luò)而導(dǎo)致式(3)接口電壓的計算誤差。

(3)功率源等值

以功率源S(tj-1)作為電磁側(cè)等值信息，則機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)方程求解會轉(zhuǎn)化為非線性方程組求解問題，

(12)

式中，S*(tj-1)為S(tj-1)共軛形式。

由于仿真計算時一般采用數(shù)值迭代方式求解，功率源等值會相應(yīng)增加機電暫態(tài)計算的復(fù)雜度。此外，除由上一步長仿真結(jié)果計算得到接口注入功率所帶來的邊界條件不準(zhǔn)確外，其在本質(zhì)上僅是為接口電壓Um和接口電流Im提供了共同的約束關(guān)系而不是提供各自獨立的約束關(guān)系，因而會存在非唯一解情況，以下給出證明。

以單端口為例，對式(7)進行增階擴展，即采用計算機計算所采用的實、虛部分解形式，并經(jīng)線性變換后，可以得到接口電壓Um改寫形式：

(13)

式中，a1和a2是與發(fā)電機注入電流hS有關(guān)的常量(一個機電步長內(nèi))；k1～k4是與接口有功功率P和無功功率Q有關(guān)的常量。

已知有功功率P和無功功率Q下機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)解的問題就轉(zhuǎn)化為式(14)所示非線性方程組的解的分布問題：

(14)

(15)

圖4 方程解示意圖Fig.4 Solution of equation

根據(jù)余弦定理，有

(16)

式(16)中除了r外，其余均為常數(shù)，可以解得:

(17)

分析式(17)右側(cè)可知，由于右側(cè)恒大于零，因此，r存在兩個解，記為rmax和rmin。確定r后，根據(jù)正弦定理，有

(18)

式中，α、ρ和γ為常數(shù)；θ可解。

對于更一般情況，A=[k1,k2;k3,k4]為可逆矩陣時，它作用在[cosθ,jsinθ]T時僅是仿射變換，設(shè)Ae1=ε1，Ae2=ε2，其中e1=(1,0)T，e2=(0,1)T，則A(cosθ,sinθ)T=ε1cosθ+ε2sinθ，所以，若設(shè)ρej(α+θ)=A(cosθ,jsinθ)T，則ρ和α均為與θ相關(guān)的常數(shù)，不再贅述。從以上分析可知，當(dāng)機電側(cè)系統(tǒng)只接收接口位置傳遞過來的功率信息時，對于特定的一組功率值，其解并不唯一，就電壓的幅值而言，存在兩個可行解。

此外,功率源等值需要同時根據(jù)接口提取電壓相量與接口電流相量計算得到，則在暫態(tài)故障發(fā)生及切除時刻，由于暫態(tài)非平穩(wěn)情況下相量提取的固有誤差，功率提取的精度一般會小于單一電流相量的提取精度。故單端口情況下，在相量提取誤差范圍內(nèi)，功率源等值精度要低于電流源等值。

4 機電側(cè)等值信息的限制性分析

機電側(cè)向電磁側(cè)提供計算的邊界條件，理想情況下應(yīng)能處理仿真系統(tǒng)中諧波、三相非對稱和非周期分量等，并具有寬頻甚至全頻域響應(yīng)特性，即寬頻等值。但實際情況下，機電暫態(tài)計算不考慮裝置級的電磁暫態(tài)過程，沒有系統(tǒng)諧波信息，在故障發(fā)生時刻也不考慮電氣量非周期分量，機電暫態(tài)仿真對系統(tǒng)非對稱情況的處理也與電磁不同[8]。由于等值方法可行性與實用性的限制，目前最常用的等值形式為基頻等值-戴維南(或諾頓)等值電路，但存在以下不足。

(1)線性等值限制

戴維南等值屬于線性網(wǎng)絡(luò)的一種等值形式，但機電側(cè)含有非線性元件或動態(tài)綜合負荷時無法保證等值準(zhǔn)確性，尤其在暫態(tài)過程中會帶來一定的仿真誤差。因此接口母線位置選取，即機電側(cè)系統(tǒng)與電磁側(cè)系統(tǒng)的界限劃分應(yīng)有所考慮，且動態(tài)綜合性負荷應(yīng)遠離接口母線，避免電磁側(cè)暫態(tài)故障下造成動態(tài)綜合性負荷偏離其穩(wěn)態(tài)運行點過大的情況發(fā)生，從而減小戴維南線性等值偏差。

(2)參數(shù)求取限制

現(xiàn)有戴維南等值方法中，正、負和零序等值阻抗是提供給電磁進行不對稱暫態(tài)故障仿真的重要基礎(chǔ)。正序等值阻抗可以依賴于機電側(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程，但負、零序等值阻抗的求解均依賴于各自序網(wǎng)絡(luò)，而各自序網(wǎng)絡(luò)的建立同時依賴于網(wǎng)絡(luò)拓撲與元件結(jié)構(gòu)及參數(shù)。當(dāng)機電側(cè)發(fā)電機正、負序阻抗不相等或者母線帶有動態(tài)特性綜合負荷時，戴維南等值電路中的正、負序阻抗會不相等，因而經(jīng)線性變換到 abc 相空間后，就會出現(xiàn)不對稱矩陣，從而增加構(gòu)造混合仿真接口的難度。

(3)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型限制

機電暫態(tài)計算是以相量形式進行的，而相量的概念是建立在“正弦穩(wěn)態(tài)”或“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)”假定基礎(chǔ)之上的，即認為電流、電壓相量或者功率的變化是慢速的，僅考慮發(fā)電機模型、負荷模型和控制系統(tǒng)非調(diào)制量的動態(tài)變化，而不考慮輸電線路調(diào)制量的動態(tài)變化，即不考慮輸電線路暫態(tài)行為的激發(fā)特性。文獻[9]詳細分析了基于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型的相量計算方式在功率平衡上的誤差，提出快速調(diào)制量和其微分、非調(diào)制量和其微分在平衡時刻的變化是造成“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)”假定誤差的根源。其中，發(fā)電機變量(E′，EG，IG，δ等)、負荷變量(EL，IL)屬于非調(diào)制量；輸電線路的狀態(tài)量為調(diào)制量，如線路母線電壓相量和相角(U，δu)，線路電流相量和相角(I，δi)。

(4)頻率表征限制

戴維南等值模型傳遞給電磁側(cè)系統(tǒng)的等值電勢一般是以電磁側(cè)的時鐘頻率體現(xiàn)，而機電側(cè)頻率的變化通過戴維南等值電勢的相位變化來體現(xiàn)。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)情況時，系統(tǒng)頻率保持在基準(zhǔn)頻率附近，不會出現(xiàn)因頻率引起仿真誤差。對于系統(tǒng)動態(tài)過程，機電側(cè)系統(tǒng)頻率在基準(zhǔn)頻率附近擺動，戴維南相位以交互步長的周期變化，不能體現(xiàn)系統(tǒng)頻率連續(xù)變化的特性。

5 仿真驗證

5.1 仿真測試系統(tǒng)

分別利用基于PSCAD+C與RTDS+C的混合仿真平臺進行單接口與雙接口混合仿真驗證。單接口仿真模型電磁側(cè)為Cigre benchmark HVDC+貝杰龍參數(shù)HVAC的并聯(lián)外送線路，并經(jīng)PI型線路接入無窮大系統(tǒng)，機電側(cè)為兩臺發(fā)電機組，具體如圖5所示。雙接口仿真模型以某實際系統(tǒng)為例，如圖6所示，其中安順換流站為整流站，肇慶換流站為逆變站，各自交流母線為混合仿真接口母線。分別取HVDC逆變側(cè)交流母線作為暫態(tài)故障點，暫態(tài)故障類型設(shè)為三相對稱接地故障，故障持續(xù)時間為0.1s。

圖5 交互信息限制性測試系統(tǒng)(單接口)Fig.5 Test system for transinformation limit (1 interface)

圖6 交互信息限制性測試系統(tǒng)(雙接口)Fig.6 Test system for transinformation limit (2 interfaces)

5.2 仿真驗證

為驗證電磁側(cè)不同等值形式對仿真結(jié)果的影響，考慮到諾頓等值應(yīng)用到含HVDC的電磁子系統(tǒng)困難性，僅對電流源與功率源兩種等值形式的仿真結(jié)果進行了比較?？紤]到現(xiàn)有各相量提取方法的準(zhǔn)確性與實時性[10]，相量提取及功率計算均采用dq120均方根法[11]。電流源等值混合仿真、功率源等值混合仿真與全電磁仿真的仿真結(jié)果如圖7～圖9所示。

圖7 接地電阻0.5Ω時電磁側(cè)不同等值形式下接口有功功率仿真對比Fig.7 Comparison of interface active power using different equivalent types for electromagnetic subsystem with ground resistance of 0.5Ω

圖8 接地電阻0.1Ω時電磁側(cè)不同等值形式下接口有功功率仿真對比Fig.8 Comparison of interface active power using different equivalent types for electromagnetic subsystem with ground resistance of 0.1Ω

圖9 接地電阻0.5Ω時電磁側(cè)不同等值形式下安順站接口有功功率仿真對比Fig.9 Comparison of Anshun interface active power using different equivalent types for electromagnetic subsystem with ground resistance of 0.5Ω

(1)單接口系統(tǒng)驗證

由圖7和圖8可以看出，對于接口注入有功波形的衰減收斂特性，在接口狀態(tài)相量可以準(zhǔn)確測量的情況下(無窮大電源保證了頻率與相位穩(wěn)定性，保證了相量測量精度)，電流源等值形式仿真精度高于功率源等值。這是由于電磁側(cè)子系統(tǒng)采用電流源等值時，電磁側(cè)對機電側(cè)提供準(zhǔn)確的約束-接口電流，機電側(cè)為電磁側(cè)提供準(zhǔn)確的電壓約束，而采用功率源等值，上述交替形成的電壓電流約束消失。

(2)雙接口系統(tǒng)驗證

由圖9安順換流站接口功率波形可以看出，雙接口下，由于直流系統(tǒng)功率耦合作用，電磁側(cè)電流源等值形式的適用性減弱，功率源等值形式具有更高的仿真精度，與第3節(jié)分析一致。但功率源本身存在的雙解并參與迭代計算這一特性，在暫態(tài)情況下也會導(dǎo)致機電暫態(tài)迭代計算時出現(xiàn)無法收斂的可能。

6 結(jié)論

本文首先分析了網(wǎng)絡(luò)分割求解的基本信息量需求，在混合仿真無法滿足基本需求的前提下，分別從電磁側(cè)與機電側(cè)兩個方面比較了各自交互信息的限制性，并就電磁側(cè)電流源等值形式與功率源等值形式進行了適用性分析。最后，利用基于PSCAD+C的電磁-機電混合仿真對含HVDC與HVAC交直流并聯(lián)系統(tǒng)進行了電磁側(cè)不同等值形式的仿真驗證。理論分析與仿真結(jié)果表明：

(1)現(xiàn)有混合仿真單側(cè)等值交互信息均無法完全滿足網(wǎng)絡(luò)分割求解基本需求，均存在自身限制性；

(2)對于單端口情況，電磁側(cè)電流源等值仿真精度高于功率源等值形式，但在多端口情況下其適用性有所減弱；

(3)多端口混合仿真接口數(shù)目受接口相量提取算法精度、端口阻抗特性及仿真精度需求的共同制約，且數(shù)量不宜過多。

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Analysis of transinformation limit for electromagnetic-electromechanical hybrid simulation

CHEN Peng-wei, TAO Shun, YANG Yang, XIAO Xiang-ning

(State Key Laboratory for Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

The electromagnetic-electromechanical hybrid simulation can realize the electromechanical transient simulation for large-scale power grid and the electromagnetic transient simulation for target system simultaneously. In this paper, the basic requirements of transinformation for grid segmentation process in hybrid simulation are firstly analyzed. From two sides of electromagnetic and electromechanical subsystems，the limits of boundary conditions are also compared respectively, especially the applicability of equivalent current source and power source for electromagnetic subsystem. In the end, the hybrid simulation platform based on PACAD+C is used to verify the above corresponding analysis conclusion.

electromagnetic transient; electromechanical transient; hybrid simulation; transinformation; equivalent constraints

2015-07-01

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(2015XS22)

陳鵬偉(1992-)， 男， 安徽籍， 博士研究生， 研究方向為電力系統(tǒng)仿真與微電網(wǎng)技術(shù)； 陶 順(1972-)， 女， 湖南籍， 副教授， 研究方向為電力系統(tǒng)仿真、 電能質(zhì)量與主動配電網(wǎng)等。

TM743

A

1003-3076(2016)05-0001-07