
数据中心是现代电力系统中增长最快的电力负荷之一,预计未来新建数据中心的额定功率将达到数百兆瓦。如此大规模的并网给电网稳定性带来了重大挑战,需要开展详细研究以评估相应的缓解策略。此外,为了优化资本成本并降低损耗,新一代数据中心正在考虑采用基于直流的基础设施,并利用先进的电力电子拓扑结构与电网互联。 模块化换流器 (如固态变压器(SST))已成为实现这一目标的极具前景的解决方案。然而,鉴于数百个半导体开关及其中频运行带来的复杂性,分析这些换流器 与电网之间的动态交互颇具挑战性,需要专门的电磁暂态(EMT)模型。本文提出了一种基于FPGA的建模方法。 该框架支持实时电磁暂态仿真 和硬件在环(HIL)仿真,有助于对数据中心并网进行详细研究。 通过一个连接到两区电力系统的数据中心的案例研究,对所提出的模型进行了验证。仿真 结果表明,所提出的建模方法能够研究数据中心接入对电网性能的影响,包括对电力电子设备的详细建模。研究结果揭示了数据中心负荷曲线如何影响系统电压和频率,以及换流器 的先进控制策略如何缓解这些影响。