摘要：對比分析了鎖相環(huán)同步機制和虛擬同步發(fā)電機同步機制下的雙饋風電系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性及動態(tài)特性。針對2種同步機制下的雙饋風電系統(tǒng)，基于數學方程分別得出相應的小擾動模型，進而利用特征值分析法對系統(tǒng)小擾動穩(wěn)定性進行研究。在StarSim硬件在環(huán)(StarSim-HIL)半實物仿真平臺上搭建相關模型，通過仿真對2種同步機制下的雙饋風電系統(tǒng)有功支撐等動態(tài)特性及小擾動穩(wěn)定性進行了分析與驗證。對2種同步機制的適用性進行總結，指出鎖相環(huán)型控制雖然動態(tài)特性好、響應速度快，但是在弱電網下的小擾動穩(wěn)定性及有功支撐等方面，虛擬同步發(fā)電機控制更有優(yōu)勢。這款電網模擬設備支持多種電網類型的模擬，包括微網、智能電網等，為電力系統(tǒng)的實驗研究提供了便利。山東學校電網模擬設備設計

新型電力系統(tǒng)呈現“雙高”的基本特征，即高比例的新能源設備和電力電子設備。國家電網有限公司于2022年成立新型電力系統(tǒng)技術創(chuàng)新聯盟，旨在促進傳統(tǒng)電力向能源清潔低碳方向轉型，而南方電網有限公司早在2020年就提出了“數字電網”的發(fā)展理念。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)相比，數字化、清潔化、智慧化是新型電力系統(tǒng)的重要發(fā)展方向，數字化貫穿整個新型電力系統(tǒng)的全生命周期，無論是規(guī)劃設計、建設實施到運行維護都離不開數字化技術和流程。在形態(tài)層面，數字電網充分利用傳感器、智能設備、電力物聯網實現物理電網數字化的升級。在此基礎上，依托數字孿生實現數字平臺構建，通過大數據計算技術推動電網智能運行。針對以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)架構，上海交通大學的江秀臣提出在數字化輸變電設備在生產時預安裝或投運后加裝各類芯片化多物理量融合集成傳感器，通過多源數據耦合和數字孿生等技術，完成輸變電設備缺陷識別和狀態(tài)異常預警等功能，從而實現數字化轉型。山東學校電網模擬設備設計電網模擬設備支持多種電力系統(tǒng)的模擬實驗，為電力領域的研究和實驗提供了重要技術支持。

通過不同工況和不同缺陷/故障的多物理場耦合仿真，得到不同類型、不同位置、不同嚴重程度的缺陷數據樣本，從而建立自動學習、持續(xù)迭代的電力設備狀態(tài)智能辨識模型，實現設備故障隱患診斷和定位以及設備狀態(tài)的評估、預測和預警。

PICIMOS結合新型電力系統(tǒng)復雜運行條件、多因素作用下設備狀態(tài)演變規(guī)律、故障產生機理以及失效機制，利用設備狀態(tài)全息感知數據，通過大數據、人工智能技術與電力設備數字孿生相結合，實現設備狀態(tài)精細分析、預測和智能診斷。

高比例新能源接入下新型電力系統(tǒng)的強不確定性、波動性以及大量諧波引入會導致電力設備承受更加極端、變化劇烈的運行條件。平臺量化外部災害電網安全運行風險，加強調控運行人員對電網的控制，研究極端條件下電力設備的失效機理、規(guī)律以及長效服役維護的策略，保障新型電力系統(tǒng)復雜運行條件下電力設備長期運行的安全性和可靠性。

二、 電網模擬設備是一種用于模擬電力系統(tǒng)運行情況的設備，它通過軟件和硬件結合的方式，能夠模擬電力系統(tǒng)的各種參數和運行狀態(tài)，以及各種負荷情況和異常事件。電網模擬設備的主要功能包括以下幾個方面：

1. 電網模擬設備是一種用于模擬電力系統(tǒng)運行情況的設備，它通過軟件和硬件結合的方式，能夠模擬電力系統(tǒng)的各種參數和運行狀態(tài)，以及各種負荷情況和異常事件。電網模擬設備的主要功能包括以下幾個方面：

2. 故障模擬：電網模擬設備能夠模擬電力系統(tǒng)中的各種故障情況，例如短路故障、接地故障和設備損壞等。用戶可以設定故障模型，以評估電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3. 控制策略驗證：電網模擬設備可以用于驗證電力系統(tǒng)的控制策略，例如自動發(fā)電機組啟動與停機策略、無功補償與電壓控制策略等。用戶可以設計和測試不同的控制策略，并觀察模擬結果。

電網模擬設備廣泛應用于電力系統(tǒng)規(guī)劃、運行調度、新能源接入研究、設備測試與驗證、教育培訓等領域。它可以幫助研究人員、工程師和運營人員對電力系統(tǒng)進行仿真分析，優(yōu)化設計和決策支持，以提高電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和效率。 該電網模擬設備采用先進的數值模擬技術，能夠模擬多種電網工況下的電力系統(tǒng)運行情況。

電網模擬設備的作用是模擬和仿真電力系統(tǒng)中電網的運行和行為。它可以用于以下幾個方面：

1 電力設備性能測試：電網模擬設備可以用于對電力設備（如發(fā)電機、變壓器、逆變器等）進行性能測試和評估。通過模擬真實電網條件下的電壓、頻率、功率波形等參數，可以檢驗電力設備的穩(wěn)定性、響應速度、功率因數、諧波分析等。

2. 電能質量評估：電網模擬設備可以模擬和分析電力系統(tǒng)中的電能質量問題，如電壓驟降、電壓波動、諧波污染、電流突變等。通過調節(jié)設備的參數和工作狀態(tài)，可以評估電網對電能質量的影響和改善措施的有效性。

3. 發(fā)電系統(tǒng)測試：對于可再生能源發(fā)電系統(tǒng)，如太陽能光伏、風力發(fā)電等，電網模擬設備可以模擬并評估這些系統(tǒng)與電網之間的互動情況。通過模擬電網的電壓和頻率變化，可以測試和優(yōu)化發(fā)電系統(tǒng)的并網性能、功率響應速度以及電力輸出的穩(wěn)定性。 電網模擬設備能準確模擬電網中的電壓、頻率波動，用于評估電力設備的穩(wěn)定性。山東學校電網模擬設備設計

電網模擬設備通過可視化界面展示電網運行狀態(tài)和實時數據，方便用戶進行實時監(jiān)控與分析。山東學校電網模擬設備設計

電網模擬設備在電力系統(tǒng)研究、產品開發(fā)和教育培訓等領域發(fā)揮著重要作用。在電力系統(tǒng)研究方面，它可以幫助研究人員模擬真實電力系統(tǒng)的運行情況，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性。在產品開發(fā)方面，電網模擬設備可以用于測試新開發(fā)的電力設備和保護裝置，驗證其性能和可靠性。在教育培訓領域，電網模擬設備可以提供真實的電網環(huán)境，幫助學生理解電力系統(tǒng)的工作原理，掌握電力系統(tǒng)的運行和調度技術。

電網模擬設備具有精密度高、穩(wěn)定性好、響應速度快等優(yōu)點。它可以模擬各種復雜的電力系統(tǒng)工況，并且能夠精確控制各個參數的變化，滿足對電力系統(tǒng)模擬的高精度要求。同時，電網模擬設備還具備多種保護功能，如過載保護、短路保護等，保障設備和使用者的安全。

總之，電網模擬設備是電力系統(tǒng)研究、產品開發(fā)和教育培訓等領域中不可或缺的工具。它通過模擬電力系統(tǒng)的各種工況和事件，提供真實的電網環(huán)境，為電力系統(tǒng)的研究、測試和培訓提供有力支持。 山東學校電網模擬設備設計