[發(fā)明專利]一種用于仿真中抑制數(shù)值振蕩的阻尼電路優(yōu)化設計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510665187.1
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN105631086A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設計）人: 許建中;趙成勇;姬煜軻
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于電磁暫態(tài)仿真領域，尤其用于解決仿真中出現(xiàn)的數(shù)值振蕩問題。

背景技術

目前，電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真計算軟件多種多樣，應用的場合也不盡相同。針對不同類型的應用需求，大體上可以分為離線仿真平臺和實時仿真器。離線仿真平臺包括各種常見的軟件包，如PSCAD/EMTDC，EMTP-RV，ATP，MicroTran等。實時仿真器的代表主要有RTDS，RT-LAB等，被廣泛應用于工業(yè)和學術界。盡管應用場所不同，但不論是離線仿真還是實時仿真所采用的積分方法大都是隱式梯形積分法。隱式梯形積分法具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但由于其積分特點的影響，在仿真過程中，開關和器件動作，網(wǎng)絡結構發(fā)生變化，會引起電感電容等儲能元件的非狀態(tài)變量在事件發(fā)生后在真解附近不正常地擺動，也即電磁暫態(tài)仿真中的數(shù)值振蕩現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種適用于無插值功能的仿真平臺中抑制數(shù)值振蕩的RC阻尼電路設計方法。首先從分析數(shù)值振蕩的機理入手，確定了阻尼電路的初值配置，并提出了描述數(shù)值振蕩劇烈程度的量化函數(shù)SUM，并將其與simplex算法相結合對RC電路的配置進行優(yōu)化，大大提高了阻尼電路對數(shù)值振蕩的抑制效果。

本發(fā)明的技術方案特征包括以下步驟：

步驟1：分析數(shù)值振蕩產(chǎn)生的機理，針對于不同的電路參數(shù)，結合仿真平臺所使用的積分方法，考慮電路參數(shù)同仿真時間步長的相互配合，確定RC電路的初值配置。

步驟2：根據(jù)數(shù)值振蕩產(chǎn)生時的電氣量振蕩情況，使用Fortran語言編寫自定義模塊，生成用于判斷振蕩程度的特征信號。

步驟3：將步驟2產(chǎn)生的特征信號作為輸入，同simplex模塊相結合，設計迭代環(huán)，通過非線性迭代得到RC電路的最優(yōu)配置。

本發(fā)明通過上述三個步驟，能夠?qū)C阻尼電路的初值進行確定，并能夠通過simplex算法對其參數(shù)進一步優(yōu)化，并找到最優(yōu)解，有效的解決了仿真中出現(xiàn)的數(shù)值振蕩問題。

附圖說明

圖1為加入RC阻尼電路的RL測試電路。圖中E_s、R、L是RL測試電路的具體參數(shù)配置，D為二極管，R_snb、C_snb是阻尼電路的具體參數(shù)配置。

圖2為阻尼電路的戴維南變形電路，R_SNB為阻尼電路的等效電阻，V_{SNB_EQ}為阻尼電路的等效歷史電壓源，其值由上一時刻的電容電壓、電容電流、阻尼電阻和仿真步長決定。

圖3為特征信號SUM函數(shù)的產(chǎn)生流程圖。圖中V_L是圖1中電感L兩端的電壓，I_L是圖1中流過電感L的電流。

圖4為RC阻尼電路的優(yōu)化流程圖，其中量化函數(shù)SUM即為圖2中所述的特征信號，值得說明的是，隨著量化函數(shù)SUM的不斷更新，阻尼電路R和C的取值也會隨之更新，從而得到RC電路的最優(yōu)配置。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明涉及的一種基于優(yōu)化算法simplex的阻尼電路設計方法作詳細說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。

本發(fā)明所要解決的技術問題是通過優(yōu)化阻尼電路的參數(shù)，對仿真中出現(xiàn)的數(shù)值振蕩問題進行最大程度的抑制，在不借助附加仿真算法的情況下，使得仿真結果更加準確可信。本發(fā)明采用如下技術方案實現(xiàn)：

本發(fā)明通過如下三步來實現(xiàn)：

步驟1：如圖1所示，將阻尼電路并聯(lián)在二極管兩端，接下來確定阻尼電路R和C的初值。