[發(fā)明專利]一種機(jī)電-電磁混合仿真方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710059616.X
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106777827B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張星;田芳;徐得超;李亞樓;陳緒江;穆清;彭紅英;劉敏;孫麗香;鄭偉杰;王藝璇;徐樹文;周孝信;郭裊;徐冰亮;胡遠(yuǎn)婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種機(jī)電-電磁混合仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

確定在電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)側(cè)連接有滿足預(yù)設(shè)條件的輸電線的母線為混合仿真接口位置；所述輸電線上電磁波傳播延遲τ大于電磁暫態(tài)仿真步長Δt；所述輸電線的k側(cè)連接機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)，所述輸電線的j側(cè)連接電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)；所述輸電線與電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)組成完整的電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)；

將所述電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)、所述輸電線以及機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)解耦為下述三部分：輸電線j側(cè)與電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)部分、輸電線k側(cè)與機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路部分、以及電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路與機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)部分；

對上述三部分分別求解得到電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)以及機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)狀態(tài)；

對輸電線j側(cè)與電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)部分求解，包括：

在第d個電磁暫態(tài)仿真步長對應(yīng)的仿真時刻t＝d*Δt，根據(jù)d-1步長以及之前的步長插值得到t-τ時刻的輸電線j、k兩側(cè)的電壓和電流狀態(tài)量；

根據(jù)所述輸電線j側(cè)的電壓和電流狀態(tài)量計(jì)算j側(cè)歷史電流源i_jk(t-τ)；

將所述i_jk(t-τ)代入電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)求解，其中，Δt為電磁暫態(tài)仿真步長，τ為波傳播延遲；

對輸電線k側(cè)與機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路求解，包括：

將機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的諾頓等值電路由正負(fù)零序相量形式轉(zhuǎn)換為ABC相量形式；

將ABC相量形式的諾頓等值電路轉(zhuǎn)換為瞬時值形式的等值電路，所述瞬時值形式的等值電路滿足下式方程：

(G_line+G_st)*u_k(t)＝i_st(t)-i_hist(t-Δt)-i_kj(t-τ)，

其中，G_line為所述輸電線的導(dǎo)納陣，G_st為機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的諾頓等值電路中阻抗對應(yīng)的導(dǎo)納陣，u_k(t)為t仿真時刻所述輸電線k側(cè)的節(jié)點(diǎn)電壓瞬時值，i_st(t)為t時刻機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的諾頓等值電路中電流源瞬時值，i_hist(t-Δt)為機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的諾頓等值電路中阻抗對應(yīng)的歷史電流源瞬時值，i_kj(t-τ)為所述輸電線k側(cè)的歷史電流源瞬時值；

對電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路和機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)求解，包括：

將所述輸電線k側(cè)的電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路轉(zhuǎn)化為正負(fù)零序相量形式，代入機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算；

初始化時，機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)收到所述輸電線的等值導(dǎo)納陣Y_line；

在第c個機(jī)電暫態(tài)仿真時步對應(yīng)的仿真時刻為t＝c*ΔT，電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)第c-1個時步以及之前的時步，計(jì)算電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)邊界點(diǎn)的正負(fù)零序電壓U_emt和正負(fù)零序電流I_e'_mt，然后發(fā)送給機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)，ΔT為機(jī)電暫態(tài)仿真步長；

機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算諾頓等值電路的注入電流I_emt＝I_e'_mt+Y_line*U_emt，將所述注入電流I_emt代入機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)求解。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輸電線為三相輸電線路，對輸電線j側(cè)與電磁暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的其余網(wǎng)絡(luò)部分的所有狀態(tài)量均為三相瞬時值；對輸電線k側(cè)與機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路部分求解時輸電線的狀態(tài)量為三相瞬時值，機(jī)電暫態(tài)網(wǎng)絡(luò)的等值電路為正負(fù)零序相量形式的戴維南等值電路。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述輸電線等值后得到的等值電路包括相間等值阻抗、相地等值阻抗和等值電壓源，所述相間等值阻抗位于兩相之間，所述相地等值阻抗與所述等值電壓源并聯(lián)，所述相地等值阻抗與所述等值電壓源均一端接地、另一端作為輸電線的一側(cè)。