柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法和系统

技术领域

本发明属于柔性直流输电低压物理动模平台仿真领域，具体涉及一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法和系统。

背景技术

基于电压源型换流器的柔性直流输电技术是有力提高可再生能源利用效率和大电网运行安全性的有效手段，是未来孤岛供电、海上风电等清洁能源并网、直流电网必不可少的输电形式之一。由于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)构成的柔性直流输电系统包含大量的非线性电力电子开关器件，开关暂态特性极为复杂，而传统的离线仿真和实施数字仿真均存在不同程度的等效精度问题，无法真正体现出工程上换流阀暂态时开关器件的瞬态特性。柔性直流输电低压物理动模平台采用真实的电力开关器件进行等比例缩小搭建，不存在非线性等效模拟误差问题，且所有元件的参数均按照工程原型进行等惯性时间常数、等相似比折算，整体外特性及器件级开关特性几乎与工程原型保持一致。动模系统可对VBC解闭锁、主动均压、环流抑制、本体故障开展模拟试验，可模拟工程换流阀一次参数的分散特性，进而验证VBC的自主均压控制策略是否有效。同时可对工程控制保护系统提供一种高效的仿真和测试技术手段，对今后直流输电工程设备的研发及测试工作具有重要意义，有助于柔性直流输电技术的发展和大规模应用。

柔性直流输电低压物理动模平台包含元器件众多，参数计算过程复杂，投入成本高，周期长，一旦平台搭建起来后，很难再去调整元器件物理参数。因此在对低压物理动模平台完成参数设计后，需要首先进行数字仿真模型搭建，并与工程原型的数字仿真模型进行各种工况误差对比分析，保证参数设计合理。现有的仿真模型误差对比方法以相对误差计算居多，将真值作为分母，对比量与真值做差取绝对值作为分子，二者相除计算该时刻相对误差百分比。对于同一个电气变量来说，其时域上两条波形有可能拟合度很高，几乎完全重合，但某一时刻对应数值可能在0附近，按此方法计算出来的相对误差会无穷大，与实际情况不符，不适用于动模平台与工程原型对比精度误差分析。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法，包括：

分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；

根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果。

优选的，所述分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果，包括：

在额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种相同工况下，保持仿真步长和仿真时长一致，分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真；

根据预设仿真步长分别选取预设时间内物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型中电气量的离散数据作为仿真结果；

其中，所述电气量包括直流电压、直流电流、有功功率、阀侧三相电压、三相电流和桥臂电流。

优选的，所述根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果，包括：

计算包含额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种工况一段时间内，物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差；

计算物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差；

提取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的各电气量之间的误差和物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差中的最大值，作为所述物理动模平台数字仿真模型与工程原型数字仿真模型之间的误差最大值。

优选的，所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差，按下式计算：

式中：δ

优选的，所述物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差或物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差，按下式计算：

式中：δ

优选的，所述物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差或物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差，按下式计算：

式中：δ

基于同一发明构思，本发明还提供了一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析系统，包括：仿真模块和误差分析模块；

所述仿真模块，用于分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；

所述误差分析模块，用于根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果。

优选的，所述仿真模块包括：仿真单元和数据获取单元；

所述仿真单元，用于在额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种相同工况下，保持仿真步长和仿真时长一致，分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真；

所述数据获取单元，用于根据预设仿真步长分别选取预设时间内物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型中电气量的离散数据作为仿真结果；

其中，所述电气量包括直流电压、直流电流、有功功率、阀侧三相电压、三相电流和桥臂电流。

优选的，所述误差分析模块包括：电气量误差单元、时间相对误差单元和误差最大值单元；

所述电气量误差单元，用于计算包含额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种工况一段时间内，物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差；

所述时间相对误差单元，用于计算物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差；

所述误差最大值单元，用于提取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的各电气量之间的误差和物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差中的最大值，作为所述物理动模平台数字仿真模型与工程原型数字仿真模型之间的误差最大值。

优选的，所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差，按下式计算：

式中：δ

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明提供了一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法和系统，包括：分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果；本发明有效避免误差无穷大情况的发生，合理利用海量数据，将两套模型的真实模拟程度做到最全面、最恶劣工况下的精细对比，保证了误差计算结果的精确度和可靠性。

本发明可以有效评估和验证柔性直流输电低压物理动模平台参数设计是否合理，量化其模拟工程原型的精度指标；为低压物理动模平台的设计提供数据参考，在模拟精度允许范围内，为节约低压物理动模平台的搭建成本提供指导。

附图说明

图1为本发明提供的一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法流程示意图；

图2柔性直流输电低压物理动模平台构建及误差分析流程图；

图3为柔性直流输电系统拓扑图；

图4为七种动模与原型的误差对比分析柱状图；

图5本发明提供的一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析系统基本结构示意图；

图6为本发明提供的一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析系统详细结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例1：

本发明提供的一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析方法流程示意图如图1所示，包括：

步骤1：分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；

步骤1中，物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型的搭建包括：

确定关键参数。柔性直流输电换流站主要包括换流变压器、桥臂电抗器、含大量电力电子开关器件的换流阀、直流线路、控制系统等5大部分，具体如附件中图3所示。对所搭建的动模平台进行误差分析，首先需要整理一下动模平台及所模拟工程原型中的关键电气参数，主要有换流变压器一二次侧交流电压、变压器容量、接线方式、接地方式、变压器功率因数、系统吸收/发出最大无功能力、柔直传输有功功率额定值、直流电压、电平数、子模块冗余值、调制比、桥臂电抗器值、桥臂电抗器品质因数、子模块电容值、电力电子开关器件开通关断电阻、启动电阻值、直流线路参数、控制器PI参数等。

根据工程原型和低压物理动模的主要电气参数，在电磁暂停离线仿真软件PSCAD中搭建两套仿真模型。设定直流双极短路最严重故障为暂态对比工况，模型从启动、解锁、功率阶跃到系统进入稳态，持续一段时间后开始双极短路进行故障试验，3ms换流阀阀闭锁，系统停运。

步骤1包括：

1-1：在额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种相同工况下，保持仿真步长和仿真时长一致，分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真；

对于柔性直流输电物理动模平台等效模拟工程原型的准确性来说，主要需要对比二者在额定满功率稳态运行和最严重故障暂态瞬间两种工况下系统波形重合度是否足够小，为了保证两套模型对比数据能够一一对应，本发明在所搭建模型的基础上，按照相同的工况分别开始仿真工作，仿真步长和仿真时长保持一致。

1-2：根据预设仿真步长分别选取预设时间内物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型中电气量的离散数据作为仿真结果；

其中，所述电气量包括直流电压、直流电流、有功功率、阀侧三相电压、三相电流和桥臂电流。

为了保证仿真误差尽量精确，所采样的离散仿真数据样本需要尽可能的多，尤其是暂态瞬间波形急剧变化，越多的数据样本，越能详细对比出二者动态特性误差。可以在计算机硬件资源可承受基础上，将仿真步长调到最小，本发明以20μs仿真步长为例，同时选取暂稳态采样离散数据尽可能长，本发明选取2s钟时长，包括满功率稳态运行和双极短路故障暂态过程，经计算每个电气量样本含有10万个数据，15个电气量累计共包含150万个离散数据。

将所提取的150万个数据按照时间步长分类保存在Excel表格里，为下一步误差分析公式调用做准备。

步骤2：根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果。

步骤2包括：

2-1：计算包含额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种工况一段时间内，物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差；

本发明提出了一种利用均方根误差占有效数据内峰峰值百分比的误差计算分析方法，即将15个电气变量在暂稳态一段时间内所有离散数据，分别采用均方根差的思想进行误差计算，分母参考值为真值波形在该段时域内最大值与最小值之差，最后再对15个输出结果取最大值输出，作为低压物理动模平台与工程原型二者之间的误差计算结果。该方法既能有效避免上述无穷大误差情况发生，又能合理利用海量数据，将两套模型的真实模拟程度做到最全面、最恶劣工况下的精细对比，保证了误差计算结果的可靠性。

式中：δ

2-2：计算物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差；

对于低压动模等效模拟高压原型系统，电压、电流的暂态上升/衰减时间相对误差也是衡量其模拟精度的一个重要指标。因此分别对原型系统和低压动模针对最严重故障(直流双极短路)，进行直流电压、直流电流暂态上升/衰减时间相对误差(共计4个误差量)进行计算。

其中，物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差或物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差，按下式计算：

式中：δ

物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差或物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差，按下式计算：

式中：δ

2-3：提取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的各电气量之间的误差和物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差中的最大值，作为所述物理动模平台数字仿真模型与工程原型数字仿真模型之间的误差最大值。

实施例2：

一个柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析示例。柔性直流输电低压物理动模平台等效模拟工程原型的准确性至关重要，在动模平台搭建之前的参数设计阶段，要采取必要的误差分析方法，为参数设计、器件型号选择、平台成本优化提供技术支撑，本发明提出的柔性直流输电低压物理动模平台构建及误差分析流程图如附件中图2所示，主要采取如下技术步骤：

步骤一：确定低压物理动模平台以及所模拟的工程原型关键电气参数并搭建数字仿真模型。

柔性直流输电换流站主要包括换流变压器、桥臂电抗器、含大量电力电子开关器件的换流阀、直流线路、控制系统等5大部分，具体如附件中图3所示。对所搭建的动模平台进行误差分析，首先需要整理一下动模平台及所模拟工程原型中的关键电气参数，主要有换流变压器一二次侧交流电压、变压器容量、接线方式、接地方式、变压器功率因数、系统吸收/发出最大无功能力、柔直传输有功功率额定值、直流电压、电平数、子模块冗余值、调制比、桥臂电抗器值、桥臂电抗器品质因数、子模块电容值、电力电子开关器件开通关断电阻、启动电阻值、直流线路参数、控制器PI参数等。

根据工程原型和低压物理动模的主要电气参数，在电磁暂停离线仿真软件PSCAD中搭建两套仿真模型。设定直流双极短路最严重故障为暂态对比工况，模型从启动、解锁、功率阶跃到系统进入稳态，持续一段时间后开始双极短路进行故障试验，3ms换流阀阀闭锁，系统停运。

步骤二：相同工况下分别仿真并提取主要的电气参数一段时间内仿真结果数据。

对于柔性直流输电物理动模平台等效模拟工程原型的准确性来说，主要需要对比二者在额定满功率稳态运行和最严重故障暂态瞬间两种工况下系统波形重合度是否足够小，而这里提到的系统波形需要重点观察几个电气参数指标，包括：直流电压、直流电流、有功功率、阀侧三相电压、三相电流、6个桥臂电流等共计15个电气量。

为了保证两套模型对比数据能够一一对应，本发明要求在步骤一所搭建模型基础上，按照相同的工况分别开始仿真工作，仿真步长和仿真时长保持一致。同时为了保证仿真误差尽量精确，所采样的离散仿真数据样本需要尽可能的多，尤其是暂态瞬间波形急剧变化，越多的数据样本，越能详细对比出二者动态特性误差。可以在计算机硬件资源可承受基础上，将仿真步长调到最小，本发明以20μs仿真步长为例，同时选取暂稳态采样离散数据尽可能长，本发明选取2s钟时长，包括满功率稳态运行和双极短路故障暂态过程，经计算每个电气量样本含有10万个数据，15个电气量累计共包含150万个离散数据。

将所提取的150万个数据按照时间步长分类保存在Excel表格里，为下一步误差分析公式调用做准备。

步骤三：编写误差分析公式求取各电气量全时域内误差，并将所有电气量误差最大值输出，对比误差是否满足精度要求。

不同仿真模型误差对比有多种方法，目前以相对误差计算居多，将真值作为分母，对比量与真值做差取绝对值作为分子，二者相除计算该时刻相对误差百分比，如公式(1)所示。

δ＝Δ/L×100％ (1)

式中，δ为相对误差，Δ为对比量与真值做差的绝对值，L为真值。

特殊情况，对于同一个电气变量来说，其时域上两条波形有可能拟合度很高，几乎完全重合，但某一时刻对应数值可能在0附近，这样以来计算出来的相对误差可能会无穷大，与实际情况不符，因此不适用于动模平台与工程原型对比精度误差分析。

本发明提出了一种利用均方根误差占有效数据内峰峰值百分比的误差计算分析方法，如公式(2)和(3)所示。即将步骤二中提到的15个电气变量在暂稳态一段时间内所有离散数据，分别采用均方根差的思想进行误差计算，分母参考值为真值波形在该段时域内最大值与最小值之差，最后再对15个输出结果取最大值输出，作为低压物理动模平台与工程原型二者之间的误差计算结果。该方法既能有效避免上述无穷大误差情况发生，又能合理利用海量数据，将两套模型的真实模拟程度做到最全面、最恶劣工况下的精细对比，保证了误差计算结果的可靠性。

式中，δ

同理可以求出直流电流误差

动模平台在完成参数设计之后，实际生产搭建之前，一定要进行系统误差分析，利用数字仿真的手段来校验这套参数的合理性和经济性，进而根据实际需要确定最终动模平台所有电气元件的参数配置。

根据相似性原理，如果严格的按照相似比折算下来的动模参数，理论上来说二者在暂稳态特性上是非常吻合的，动态时间常数几乎一样。但限于成本和占地面积，实验室用低压物理动模装置不可能严格按照相似比折算后的参数进行设计。比如说电抗器的品质因数，高压工程上的桥臂电抗器可以做到Q在300左右，阻抗角约89.8°，但体积庞大，成本昂贵，而实验室用的小型电抗器Q一般都在100以内，对应阻抗角一般都低于89°。再比如工程上用的换流变压器传输效率可以做到99.9％，而实验室用低压小型换流变压器则在96％左右，甚至更低。因此，实验室用低压物理动模装置的回路R/L比值要大于工程，进而使得系统回路的动态特性时间常数有所差异。而该误差在多大范围内才是实验室用低压物理动模平台可以接受的呢，这就必须得对动模参数进行系统误差对比分析。该对比分析不仅仅需要考虑到稳态多电气量误差对比，更需要考虑二者仿真结果归一化之后暂态最严重故障时典型电气量的动态时间跨度误差，取所有误差的最大值输出，作为低压物理动模平台参数设计的相对误差。并组织专家对该误差进行评估是否可以接受，反复迭代后最终确定低压物理动模平台所有电气元件的参数。

对于低压动模等效模拟高压原型系统，电压、电流的暂态上升/衰减时间相对误差也是衡量其模拟精度的一个重要指标。因此分别对原型系统和低压动模针对最严重故障(直流双极短路)，进行直流电压、直流电流暂态上升/衰减时间相对误差(共计4个误差量)进行计算并输出，分别如公式(3)和(4)所示。

最后，将上述19个电气量误差计算结果综合求取最大值输出，作为低压物理动模平台与工程原型对比误差分析结果，如公式(5)所示。

步骤四：调整不同电抗器品质因数。

由于电抗器品质因数不同，对应的成本就会有很大的差异，尤其是实验室低压、小电流电抗器，低品质因数与高品质因数相比，价格差异明显。因此对于实验室搭建柔直动模平台来说，只要整体暂稳态特性对比误差满足精度要求，可以适当调整一下电抗器的品质因数，从而降低总成本。

本发明对比一系列品质因数值，其中最大值与某工程原型保持一致，Qmax＝275，最小值设为Qmin＝10，依次多设定了7个不同的品质因数Q值。针对7组数据分别搭建对应的低压动模平台仿真模型，并按照本发明提出的误差分析方法进行误差计算，将7个误差计算值进行对比，对比结果如附录表1所示。

表1.不同品质因数对应低压物理动模平台误差计算结果

将表1误差计算结果绘制成柱状图，如图4所示。不同品质因数对应的物理动模平台误差计算结果一目了然，随着品质因数降低，误差变大。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

(1)采取一种特殊的均方根误差计算分析方法，既能有效避免由0值附近引起的无穷大计算误差情况发生；

(2)能合理利用时域仿真大量离散数据，将两套模型的真实模拟程度做到最全面、最恶劣工况下的暂稳态精细对比，保证了误差计算结果的可靠性；

(3)方法简便，易于实施，可在Excel中通过编写计算公式，很方便的进行求解；

(4)该方法思路清晰，可以有效评估、验证柔性直流输电低压物理动模平台参数设计是否合理，量化其模拟工程原型的精度指标。

实施例3：

基于同一发明构思，本发明还提供了一种柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析系统。

该系统基本结构如图5所示，包括：仿真模块和误差分析模块；

其中，仿真模块，用于分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真，并分别获取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果；

误差分析模块，用于根据所述仿真结果，求取所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型之间的误差最大值，并将所述误差最大值作为柔性直流输电物理动模平台的仿真误差分析结果。

该系统详细结构如图6所示。

其中，仿真模块包括：仿真单元和数据获取单元；

仿真单元，用于在额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种相同工况下，保持仿真步长和仿真时长一致，分别对柔性直流输电系统的物理动模平台数字仿真模型和柔性直流输电系统的工程原型数字仿真模型进行仿真；

数据获取单元，用于根据预设仿真步长分别选取预设时间内物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型中电气量的离散数据作为仿真结果；

所述电气量包括直流电压、直流电流、有功功率、阀侧三相电压、三相电流和桥臂电流。

误差分析模块包括：电气量误差单元、时间相对误差单元和误差最大值单元；

电气量误差单元，用于计算包含额定满功率稳态运行和直流双极短路暂态故障两种工况一段时间内，物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差；

时间相对误差单元，用于计算物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差；

误差最大值单元，用于提取物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的各电气量之间的误差和物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差、物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差以及物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差中的最大值，作为所述物理动模平台数字仿真模型与工程原型数字仿真模型之间的误差最大值。

所述物理动模平台数字仿真模型和工程原型数字仿真模型的仿真结果中各电气量之间的误差，按下式计算：

式中：δ

所述物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态上升时间之间的相对误差或物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态上升时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态上升时间之间的相对误差，按下式计算：

式中：δ

所述物理动模平台数字仿真模型直流电压暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电压暂态衰减时间之间的相对误差或物理动模平台数字仿真模型直流电流暂态衰减时间和工程原型数字仿真模型直流电流暂态衰减时间之间的相对误差，按下式计算：

式中：δ

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。