[發明專利]一種基于隱式數值積分的電力系統暫態穩定仿真方法

有效

• 申請號: 201210017593.3
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102609575A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 王建全;李夢驕;趙志奇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H02J3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.一種基于隱式數值積分的電力系統暫態穩定仿真方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟1：輸入系統的原始參數和信息，進行潮流計算得到穩態工況下的運行變量值???????????????????????????????????????????????，包括發電機節點的電壓，注入網絡的電流及發電機電磁功率；

步驟2：計算狀態變量功角的初值、角頻率的初值、發電機的暫態和次暫態電勢、勵磁及調速系統各動態環節狀態變量組成的狀態向量子向量的初值；

步驟3：形成描述系統暫態過程的微分方程和網絡代數方程,并且進行網絡代數方程因子表分解；

步驟4：置暫態穩定計算初值時刻，確定暫態穩定計算采用的積分步長，進行暫態穩定仿真計算；

步驟5：判斷是否有故障或操作發生；若無，則轉向步驟8；若有則執行步驟6；

步驟6：依據故障或操作情況，修改網絡代數方程的因子表；

步驟7：求解網絡代數方程，得到時刻的運行變量；

步驟8：計算時刻的系統的狀態變量，運行變量，本步驟具體過程如下：?

步驟8.1：根據時刻系統的狀態變量包括各臺發電機功角、角頻率和各發電機的暫態和次暫態電勢、勵磁及調速系統各動態環節狀態變量組成的狀態向量子向量，其中下標表示第臺發電機；運行變量包括各節點電壓和各節點的注入電流；?

用如下顯式積分公式預測各發電機功角在時刻的初值：

???????????????????

其中，為系統同步角頻率，?為第臺發電機慣性時間常數，為第臺原動機機械功率；

用顯式歐拉公式預測各發電機角頻率的初值，和其它各狀態變量的初值；

?取運行變量初值；

步驟8.2：置迭代次數；

步驟8.3：按如下積分公式

????

求出發電機功角和角頻率；

按一般隱式梯形積分公式：

求出其它狀態變量；

步驟8.4：求解網絡代數方程

????????????????式中，為節點導納矩陣；

???首先求解等式右邊的虛擬電流，從而得到時刻系統的運行變量，進而得到各發電機的電磁功率；

步驟8.5：檢查兩次迭代各發電機最大電磁功率偏差值，若偏差大于給定精度，令，返回步驟8.3繼續迭代；否則，執行步驟9；

步驟9：判斷系統是否穩定，即任意兩臺發電機的最大相對搖擺功角是否大于某一給定值，若是執行步驟12；否則，執行步驟10；

步驟10：將仿真時間推進一個步長，令；

步驟11：判斷是否到達事先給定的仿真時間；若則執行步驟12，否則返回步驟5；

步驟12：輸出計算結果并結束計算。

2.根據權利1要求所述的基于隱式數值積分的電力系統暫態穩定數值仿真方法，其特征在于：在步驟8.3中，即每一積分步狀態變量功角是采用如下所示局部截斷誤差為的隱式單步積分公式計算得到：

。

3.根據權利1要求所述的基于隱式數值積分的電力系統暫態穩定數值仿真方法，其特征在于：在每一積分步功角預測是采用如下所示的局部截斷誤差為的單步顯式數值積分：?

。