本项目属于电气工程科学领域，涉及交直流混合电网、新能源并网等多个研究方向和应用领域。 近年来，我国能源战略逐步调整，风能、太阳能等新能源发电占一次能源发电比例在不断提高，除了集中开发的新能源基地，分布式微型新能源发电也大量涌现。另一方面，我国电网形态已从交流电网发展成为交直流混合电网，2017年底直流占整个交直输电达40%。在新能源大规模接入下，新能源交直流电网拓扑结构、运行方式更加复杂多变，具有不同物理特征的暂动态过程耦合程度更高，这些特征对交直流混合电网的安全、稳定、经济运行等方面提出了更高要求。 作为交直流电网预期特性和效果的理论、方法验证主要方式，现有的数字建模与仿真分析技术，在模拟暂态特性、稳态潮流、控制优化性能等方面，面临诸多挑战。主要体现在：① 新能源交直流电网电磁快变化暂态与机电慢变化暂态交替出现、相互影响，已有的电磁暂态模型、机电暂态模型及其联合模型无法灵活仿真新形势下的交直流电网暂动态特性；②新能源交直流电网的非线性、时变特征逐渐突出，且运行方式多变，这限制了现有交流稳态潮流计算模型的计算能力；③交直流混合电网存在节点规模庞大、多端直流控制方式灵活等特点，现有仿真技术难以实施综合的在线动态安全评估和预警，无法为电网规划设计、调度运行等部门提供相应的辅助决策服务；④目前的暂态仿真离线以及实时仿真平台，被国外极少数公司垄断，核心模型与算法不对用户开放，急需该领域综合仿真计算平台。 本项目将基础研究和技术研发相结合，①提出了新能源交直流系统电磁暂态与机电暂态自适应仿真的移频建模理论，全面构建了新能源交直流系统电磁-机电暂态仿真模型库，提出了基于递归傅里叶变换的交直流电网多区域多速率仿真方法。仿真模型与算法能够满足大规模复杂交直流系统电磁-机电暂态的精确、快速与灵活仿真需求。②提出了计及多端直流控制方式的交直流混合电网潮流计算通用仿真技术；基于此，在应对大规模三相不平衡网络方面，有针对性地扩展建立了三相稳态潮流计算仿真模型；在应对新能源大规模接入带来的随机性方面，提出了考虑时变相关性的超短期条件概率潮流仿真方法。潮流计算仿真支持交流电网节点规模不低于10000 个，支持直流电网换流装置端口数不低于2个，平均单次潮流计算仿真时间不大于5秒。③提出了大规模风电接入下的交流电网风电惯性与有功备用仿真模拟方法，提升了风电并网参与调频的仿真速度；构建了灵活应对多场景的直流电网控制仿真架构与模型库，实现了正常态、预警态、故障态等全工况安全、稳定控制的在线仿真与辅助决策服务；提出了新能源高效利用的交直流混合电网运行仿真架构与模型库，多层次、全方位支撑了新能源大规模接入下交直流混合电网高效、优化运行的在线仿真与辅助决策服务。④构建了全数字离线与实时仿真、运行控制、优化调度一体化的新能源交直流混合电网联合模拟平台。该平台包括满足暂动态特性自适应模拟、运行优化分析的一体化仿真软件，适应于交直流电网暂动态特性模拟的小步长实时仿真机，以及满足系统协调控制、优化调度等多种策略与功能的数模仿真与测试系统。综合上述研究成果，授权发明专利22项，软件著作权13项，发表论文32篇，其中SCI检索10篇、EI检索22篇。 本项目成果可为交直流电网实际规划、设计、运维等提供多层次、多维度的决策依据，避免了盲目建设投资带来的巨额损失，大幅度提高了在线决策可信度。在电网仿真技术方面累计新签合同额***亿元，实现新增利润***万元，新增税收***万元。本项目搭建的新能源交直流混合电网综合仿真平台，包括软硬件仿真器、控保模拟系统及其接口系统，填补了国内外空白，有力提升了我国在新能源交直流电网领域的国际影响力，推动了交直流电网技术进步，对于提升交直流电网的安全经济运行水平、促进经济社会健康发展具有重要意义。