Current situation of large-scale power grid simulation tools and their popularization and application in North China Power Grid

ZI Peng; LI Yiqun; TAN Beisi; CHEN Xi; JIA Lin; WANG Maohai

doi:10.16081／j.epae.201909055

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Current situation of large-scale power grid simulation tools and their popularization and application in North China Power Grid

Simulation and Fault Analysis Technology in AC\/DC Hybrid Power Grid | 更新时间：2026-06-30

- Current situation of large-scale power grid simulation tools and their popularization and application in North China Power Grid
- Electric Power Automation Equipment Vol. 39, Issue 9, Pages: 199-205(2019)
- 作者机构：
  
  国家电网有限公司华北分部，北京 100053
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16081／j.epae.201909055
  CLC： TM 743
- Received：28 March 2019，
  
  Revised：2019-08-19，
  
  Published：10 September 2019
- 稿件说明：
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訾鹏,李轶群,谭贝斯等.大电网仿真工具现状及其在华北电网推广应用的思考[J].电力自动化设备,2019,39(09):199-205.

ZI Peng,LI Yiqun,TAN Beisi,et al.Current situation of large-scale power grid simulation tools and their popularization and application in North China Power Grid[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):199-205.
訾鹏,李轶群,谭贝斯等.大电网仿真工具现状及其在华北电网推广应用的思考[J].电力自动化设备,2019,39(09):199-205. DOI： 10.16081／j.epae.201909055.

ZI Peng,LI Yiqun,TAN Beisi,et al.Current situation of large-scale power grid simulation tools and their popularization and application in North China Power Grid[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):199-205. DOI： 10.16081／j.epae.201909055.

摘要

常规的机电暂态仿真工具在分析交直流故障引起直流送／受端电压失稳、多电压源换流器与交流电网间相互作用产生的宽频振荡等问题方面略显不足，难以准确模拟直流系统的动作行为，影响实际电网运行控制措施的制定。调研用于大型交直流混联电网仿真工具的现状，并提出在华北电网推广应用的工作思路。首先，简要介绍了目前成熟、可行的大型交直流电网仿真技术；然后，重点分析了国内大型交直流电网仿真工具在模型开发、参数维护、用户体验不友好等方面的现状，突出描述了机电-电磁混合、数模混合、全电磁仿真工具在核心技术自主研发方面取得的成就以及在调度生产机构推广应用中的不足之处；最后，结合华北电网的生产需求，明确了各种仿真工具目前在华北电网的定位并提出了后续的工作思路。所做工作对其他调度生产机构也具有一定的借鉴作用，可提高对大型交直流混联电网的掌控能力，间接提高各仿真工具的实用化水平。

Abstract

Conventional electromechanical transient simulation tools are not good enough in analyzing the problems of voltage instability of DC sending-／receiving-end caused by AC／DC faults，wide-frequency oscillation caused by the interaction between multiple voltage source converters and AC power grid，and so on. It is difficult to accurately simulate the action of DC system by conventional electromechanical transient simulation tools，which affects the formulation of control measures for actual power grid operation. Therefore，the current situation of simulation tools for large-scale AC／DC hybrid power grid is investigated，and the popularization and application ideas in North China Power Grid are put forward. Firstly，the mature and feasible simulation technologies for large-scale AC／DC hybrid power grid are briefly introduced. Then，the current situations of domestic large-scale AC／DC power grid simulation tools in terms of model development，parameter maintenance and users’ unfriendly experience are mainly analyzed. The achievements in the independent research and development of core technologies and the shortcomings in the popularization and application of the electromechanical-electromagnetic hybrid simulation，digital and analog mixed simulation and full electromagnetic simulation tools are highlighted. Finally，according to the production demand of North China Power Grid，the current positioning of various simulation tools in North China Power Grid is clarified and the following working ideas are put forward. The work can also be used for reference by other dispatching and production organizations，which can improve the control ability of large-scale AC／DC hybrid power grid and indirectly improve the practical level of simulation tools.

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周孝信，陈树勇，鲁宗相，等 . 能源转型中我国新一代电力系统的技术特征［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 7 ）： 1893 - 1904，2205 .

ZHOU Xiaoxin ， CHEN Shuyong ， LU Zongxiang ， et al . Techno-logy features of the new generation power system in China ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 7 ）： 1893 - 1904，2205 .

李亚楼，穆清，安宁，等 . 直流电网模型和仿真的发展与挑战［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 4 ）： 127 - 135 .

LI Yalou ， MU Qing ， AN Ning ， et al . Development and challenge of modeling and simulation of DC grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 4 ）： 127 - 135 .

李亚楼，张星，李勇杰，等 . 交直流混联大电网仿真技术现状及面临挑战［J］. 电力建设， 2015 ， 36 （ 12 ）： 1 - 8 .

LI Yalou ， ZHANG Xing ， LI Yongjie ， et al . Present situation and challenges of AC／DC hybrid large-scale power grid simu-lation technology ［J］. Electric Power Construction ， 2015 ， 36 （ 12 ）： 1 - 8 .

DOMMEL H W . 电力系统电磁暂态计算理论［M］. 李永庄，林集明，曾昭华，译. 北京：水利电力出版社， 1991 ： 1 - 7 .

李光琦 . 电力系统暂态分析［M］. 2版 . 北京：中国电力出版社， 1995 ： 204 - 234 ．

宋新立，汤涌，卜广全，等 . 大电网安全分析的全过程动态仿真技术［J］. 电网技术， 2008 ， 32 （ 22 ）： 23 - 28 .

SONG Xinli ， TANG Yong ， BU Guangquan ， et al . Full dynamic simulation for the stability analysis of large power system ［J］. Power System Technology ， 2008 ， 32 （ 22 ）： 23 - 28 .

宋新立，王皓怀，苏志达，等 . 电力系统全过程动态仿真技术的现状与展望［J］. 电力建设， 2015 ， 36 （ 12 ）： 22 - 28 .

SONG Xinli ， WANG Haohuai ， SU Zhida ， et al . Status and pros-pect of unified dynamic simulation technology for power system ［J］. Electric Power Construction ， 2015 ， 36 （ 12 ）： 22 - 28 .

汤涌 . 电力系统数字仿真技术的现状与发展［J］. 电力系统自动化， 2002 ， 26 （ 17 ）： 66 - 70 .

TANG Yong . Present situation and development of power system simulation technologies ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2002 ， 26 （ 17 ）： 66 - 70 .

岳程燕 . 电力系统电磁暂态与机电暂态混合实时仿真的研究［D］. 北京：中国电力科学研究院， 2004 .

YUE Chengyan . Study of power system electromagnetic transient and electromechanical transient real-time hybrid simulation ［D］. Beijing ： China Electric Power Research Institute ， 2004 .

岳程燕，田芳，周孝信，等 . 电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真接口原理［J］. 电网技术， 2006 ， 30 （ 1 ）： 23 - 27，88 .

YUE Chengyan ， TIAN Fang ， ZHOU Xiaoxin ， et al . Principle of interfaces for hybrid simulation of power system electromagnetic-electromechanical transient process ［J］. Power System Technology ， 2006 ， 30 （ 1 ）： 23 - 27，88 .

中国南方电网公司 . 交直流电力系统仿真技术［M］. 北京：中国电力出版社， 2007 ： 48 - 85 .

刘文焯，汤涌，侯俊贤，等 . 考虑任意重事件发生的多步变步长电磁暂态仿真算法［J］. 中国电机工程学报， 2009 ， 29 （ 34 ）： 9 - 15 .

LIU Wenzhuo ， TANG Yong ， HOU Junxian ， et al . Simulation algorithm for multi variable-step electromagnetic transient considering multiple events ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2009 ， 29 （ 34 ）： 9 - 15 .

田芳，李亚楼，周孝信，等 . 电力系统全数字实时仿真装置［J］. 电网技术， 2008 ， 32 （ 22 ）： 17 - 22 .

TIAN Fang ， LI Yalou ， ZHOU Xiaoxin ， et al . Advanced digital power system simulator ［J］. Power System Technology ， 2008 ， 32 （ 22 ）： 17 - 22 .

DOMMEL H . Digital computer solution of electromagnetic transients in single-and multiphase networks ［J］. IEEE Tran-sactions on Power Apparatus and Systems ， 1969 ，PAS-88（ 4 ）： 388 - 399 .

MU Qing ， LIANG Jun ， ZHOU Xiaoxin ， et al . Systematic evalua-tion for multi-rate simulation of DC grids ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2017 ， 93 ： 119 - 134 .

SUN Qian ， MU Qing ， WANG Xiangxu ， et al . Network tearing interface for FPGA simulation ［C］∥ 2017 1st International Con-ference on Electrical Materials and Power Equipment（ICE-MPE） . Xi’an，China ： IEEE ， 2017 ： 515 - 520 .

李亚楼，周孝信，吴中习 . 一种可用于大型电力系统数字仿真的复杂故障并行计算方法［J］. 中国电机工程学报， 2003 ， 23 （ 12 ）： 1 - 5 .

LI Yalou ， ZHOU Xiaoxin ， WU Zhongxi . A parallel complex fault computation algorithm for large scale power system digital simulation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2003 ， 23 （ 12 ）： 1 - 5 .

万磊，丁辉，刘文焯 . 基于实际工程的直流输电控制系统仿真模型［J］. 电网技术， 2013 ， 37 （ 3 ）： 629 - 634 .

WAN Lei ， DING Hui ， LIU Wenzhuo . Simulation model of control system for HVDC power transmission based on actual project ［J］. Power System Technology ， 2013 ， 37 （ 3 ）： 629 - 634 .

MU Qing ， LIANG Jun ， ZHOU Xiaoxin ， et al . Improved ADC mo-del of voltage-source converters in DC grids ［J］. IEEE Tran-sactions on Power Electronics ， 2014 ， 29 （ 11 ）： 5738 - 5748 .

MU Qing ， WANG Xiangxu ， SUN Qian ， et al . Study VSC with small time-step simulation based on FPGAs ［C］∥ 2016 China International Conference on Electricity Distribution（CICED） . Xi’an，China ： IEEE ， 2016 ： 1 - 6 .

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