[發(fā)明專利]一種電力系統(tǒng)仿真方法

有效

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• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102436534A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 潘星;馬智泉;李培;許曉芳;陳宏偉;耿光超;江全元
• 申請（專利權）人: 浙江省電力試驗研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術領域

本申請涉及電力系統(tǒng)技術領域，特別是涉及一種電力系統(tǒng)仿真方法。

背景技術

近年來，我國電力事業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，風力發(fā)電機、儲能裝置、電氣化鐵路等各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中已得到越來越廣泛的應用。電力系統(tǒng)的安全運行已成為學術界、工程界研究的熱點。

目前通常采用全系統(tǒng)數(shù)學模型的方法對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定進行分析，但這種方法在電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析中，各元件所采用的數(shù)學模型不但與穩(wěn)定分析結果的正確性直接相關，而且對穩(wěn)定分析的復雜性有很大影響，所以需要選用適當?shù)哪Ｐ兔枋龈髟奶匦裕沟梅€(wěn)定分析的結果滿足合理的精度要求并且要求計算簡單，而對于包含眾多負荷及各種控制裝置的實際電力系統(tǒng)，各元件的建模會比較困難。

雖然可以對電力系統(tǒng)元件及電力網(wǎng)絡建立完整的電磁暫態(tài)模型，并且可以十分精確的反應電力系統(tǒng)各個元件的運行狀態(tài)。但是在這種環(huán)境中，對全系統(tǒng)進行電磁暫態(tài)仿真計算量龐大，計算時間長，并且對于大規(guī)模電力系統(tǒng)建模復雜程度較高。然而在實際工程應用中，當電力系統(tǒng)遭受擾動后，卻要求模型能夠快速、準確地對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行研究，所以目前現(xiàn)有對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的方法無法滿足實際工程需要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本申請實施例提供一種電力系統(tǒng)仿真方法，該方法充分考慮模型的精確性與機電暫態(tài)仿真的快速性，利用并行計算的高效性，以對電力系統(tǒng)進行電磁和機電混合并行仿真。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請實施例提供的技術方案如下：

一種電力系統(tǒng)仿真方法，包括：

建立電力系統(tǒng)中各個負荷的電磁暫態(tài)模型，所述電力系統(tǒng)包括至少一個負荷；

對所述電力系統(tǒng)進行潮流計算，得到擾動前所述電力系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)參數(shù)，所述初始運行狀態(tài)參數(shù)包括所述電力系統(tǒng)各個節(jié)點的初始電壓和初始注入功率；

將所述電力系統(tǒng)各個負荷的電磁暫態(tài)模型分配到并行計算機的多個計算節(jié)點上，并且一個計算節(jié)點上分配一個負荷的電磁暫態(tài)模型；

檢測所述電力系統(tǒng)是否出現(xiàn)擾動；

當出現(xiàn)擾動后，根據(jù)所述電力系統(tǒng)的初始運行狀態(tài)參數(shù)，利用并行計算機的多個計算節(jié)點對所述電力系統(tǒng)中的各個電磁暫態(tài)模型進行并行電磁暫態(tài)仿真，得到所述電力系統(tǒng)中各個電磁暫態(tài)模型所在節(jié)點的注入電流；

利用所述注入電流在下一機電暫態(tài)時刻對所述電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)仿真，得到擾動后所述電力系統(tǒng)的電氣量參數(shù)。

優(yōu)選地，建立電力系統(tǒng)中各個負荷的電磁暫態(tài)模型，具體包括：

利用電磁暫態(tài)軟件建立所述電力系統(tǒng)中各個負荷的初始電磁暫態(tài)模型；

對所述初始電磁暫態(tài)模型的輸入、輸出進行規(guī)范化處理，得到所述電力系統(tǒng)中各個負荷的電磁暫態(tài)模型，所述規(guī)范化處理包括：刪除模型文件中所有測量模塊、刪除所有工作區(qū)數(shù)據(jù)導入源、輸出量采用標準的輸出接口及輸入量使用標準的輸入接口。

優(yōu)選地，所述電磁暫態(tài)軟件包括：Matlab/Simulink軟件和PSCAD軟件。

優(yōu)選地，所述電磁暫態(tài)仿真步長的數(shù)量級為10^-6秒。

優(yōu)選地，利用所述注入電流在下一機電暫態(tài)時刻對所述電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)仿真，具體包括：

根據(jù)所述注入電流求解電力系統(tǒng)機電暫態(tài)網(wǎng)絡方程，得到電力系統(tǒng)各個節(jié)點的電壓、功率、發(fā)電機功角曲線和發(fā)電機相對搖擺角曲線；

利用所述注入電流和上述求解網(wǎng)絡方程得到的計算結果，對所述電力系統(tǒng)進行機電暫態(tài)仿真，得到擾動后所述電力系統(tǒng)電氣量參數(shù)。

優(yōu)選地，所述機電暫態(tài)仿真步長的數(shù)量級為10^-2秒。

優(yōu)選地，所述電氣量參數(shù)包括：電力系統(tǒng)各個節(jié)點的電壓、功率、發(fā)電機功角曲線和發(fā)電機相對搖擺角曲線。

優(yōu)選地，在進行機電暫態(tài)仿真后，進一步包括：

判斷所述電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真計算時刻的總和是否等于預設電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真的總時間；

如果是，結束仿真過程；

如果否，獲取擾動后所述電力系統(tǒng)的電氣量參數(shù)中的各個節(jié)點的電壓和注入功率，并利用所獲取的各個節(jié)點的電壓和注入功率對上一時刻進行電磁暫態(tài)仿真的節(jié)點進行電磁暫態(tài)仿真；

利用本次電磁暫態(tài)仿真計算得到的所述電力系統(tǒng)中各個電磁暫態(tài)模型所在節(jié)點的注入電流進行機電暫態(tài)仿真，并再次判斷所述電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真計算時刻的總和是否等于預設電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真的總時間，直到所述電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)仿真計算時刻的總和等于預設電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真的總時間。