2024年适用于大电网规划的全电磁仿真难点与实践报告

新型电力系统下大电网规划呈现场景碎片化、稳定问题复杂化、规划方案多样化等特点。电磁暂态仿真是准确模拟柔性直流、新型电力电子设备等动态特性的关键技术，对解决新能源大规模接入带来的稳定问题至关重要。

适用于大电网规划的全电磁仿真面临模型复杂、初始化困难、仿真效率低等难点。动矩国产仿真平台通过以下措施有效解决这些问题：

1. 保证元件到模型到大规模仿真的齐全精准，涵盖谐波阻抗扫描、发电机次同步振荡多轴模型、线路宽频模型等，并支持多端柔性直流、大容量储能等新能源元件。
2. 提供自定义建模功能，支持图形化界面和代码编写，以应对复杂模型，如多端柔性直流，4端柔直平均值模型20us步长，10s仿真运行14.4s。
3. 实现机电暂态数据一键转换为动矩，包含查错纠错功能，支持新能源、直流、SVG的转换和初状态建立。
4. 基于人工智能稀疏矩阵求解算法和变步长仿真优化，实现高效率大规模全电磁仿真，单核支持不低于500个单相节点交流系统，8核运行速度优势明显。
5. 灵活的多核、多机规模仿真，自动分核计算，均匀分配，提升效率。

应用案例表明：

• 某海上风火打捆送出稳定分析中，电磁暂态仿真功角稳定极限与机电暂态软件相近。
• 大型海上风电场群等值分析中，多电力电子仿真提速技术显著提升效率。
• 某光伏、风电送出大型基地稳定分析中，新能源场站108个，新型储能18个，SVG18个，抽蓄24台柔性直流，仿真规模大且高效。
• 某偏远地市夫规模新能源分析中，新能源低短路比同步稳定提升技术和多新能源随机出力情况下电网断面控制技术有效解决问题。
• 小型省级电网全电磁仿真中，312个三相节点，27台发电机，单核仿真10s完成。
• 大型省级电网全电磁仿真中，8180个三相节点，406台发电机，22核仿真，50us步长，交流系统10s完成。

结论：新型电力系统下大电网规划全电磁仿真是必要且可行的，动矩平台在高精度、高效率、高易用性方面超越国外仿真平台，已在多个大电网规划项目中得到应用。