[發明專利]電力系統仿真方法、電力系統仿真裝置及電子設備

有效

• 申請號: 201811064282.6
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109066669B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 宋炎侃;陳穎;于智同;黃少偉;沈沉
• 申請（專利權）人: 清華四川能源互聯網研究院;清華大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06F30/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 梁斌

本發明提供的電力系統仿真方法、電力系統仿真裝置及電子設備，涉及電力系統仿真技術領域。其中，電力系統仿真方法包括：a，計算電力系統各分區的內部電氣量；b，根據各分區的內部電氣量計算節點注入歷史電流向量；c，根據節點注入歷史電流向量計算各分區在邊界節點處的戴維南等值阻抗和戴維南等值電壓；d，根據各分區在邊界節點處的戴維南等值阻抗和戴維南等值電壓計算該分區在當前時刻的聯絡線電流；e，獲取各分區在步驟b計算得到的節點注入歷史電流向量、步驟d計算得到的聯絡線電流以及當前時刻的節點導納矩陣，并返回步驟a。通過上述方法，可以改善現有的電力系統仿真技術中存在的計算量大或精度低的問題。

技術領域

本發明涉及電力系統仿真技術領域，具體而言，涉及一種電力系統仿真方法、電力系統仿真裝置及電子設備。

背景技術

隨著可再生能源的大規模開發及特高壓交直流輸電技術的迅速發展，新一代電力系統呈現出電源種類豐富、電能轉換形式復雜的特征。在發電側，風電、光伏等大規模可再生能源通過變流器集中并入傳統交流電網；在輸電側，西部能源基地通過特高壓直流(UHVDC)及特高壓交流(UHVAC)混合組網的方式對三華地區送電；在配電側，大量分布式電源通過變流器接口組成微電網系統，逐步形成功率雙向流動的主動配電網。

針對如此復雜的電網進行分析，必須依賴精確、高效的仿真工具。大規模交直流電網暫態過程的仿真方法主要可分為兩類。其一，是采用全電磁暫態仿真。為精確描述在整個系統范圍內的多時間尺度暫態特性，全電磁暫態仿真通常需要采用很小的計算步長。因此，針對大規模交直流電網，此類方法精確度雖高，但計算量極大，仿真效率很低。另一種替代的方法是采用混合仿真，即針對交直流網絡不同區域，采用不同模型、不同算法進行仿真。目前為止，應用最廣泛的混合建模和仿真技術主要是機電-電磁混合仿真。

然而，“機電-電磁”混合仿真的接口設計方案在物理本質上存在延時誤差和頻率截斷誤差兩個缺點。若直流區域某一換流閥發生故障，其暫態過程中非工頻分量無法再傳遞到機電側，無法產生正確的高頻暫態響應；同時，由于延時的存在，傳統機電-電磁混合仿真技術難以準確刻畫故障在網絡中的傳播過程。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種電力系統仿真方法、電力系統仿真裝置及電子設備，以改善現有的電力系統仿真技術中存在的計算量大或精度低的問題。

為實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

一種電力系統仿真方法，包括：

a，針對電力系統的每一個分區，根據該分區在當前時刻的節點注入歷史電流向量、聯絡線電流以及節點導納矩陣計算得到該分區的內部電氣量；

b，針對每一個分區，沿該分區的時間軸步進一個對應的仿真步長，并判斷該分區是否達到仿真結束時間，若達到仿真結束時間，則停止對應的計算，若未達到仿真結束時間，則根據該分區的內部電氣量計算得到該分區在當前時刻的節點注入歷史電流向量，其中，各所述分區對應的仿真步長不同；

c，針對每一個分區，獲取該分區在當前時刻的節點導納矩陣，并結合該分區在當前時刻的節點注入歷史電流向量計算得到該分區在邊界節點處的戴維南等值阻抗和戴維南等值電壓；

d，針對每一個分區，計算該分區在當前時刻的外部公共時間，并判斷各分區在當前時刻下該分區的時間軸上的時間是否大于對應的外部公共時間，若大于對應的外部公共時間，則重新進行外部公共時間的計算，若小于或等于對應的外部公共時間，則根據該分區在邊界節點處的戴維南等值阻抗和戴維南等值電壓計算得到該分區在當前時刻的聯絡線電流；

e，獲取各分區在步驟b計算得到的節點注入歷史電流向量、步驟d計算得到的聯絡線電流以及當前時刻的節點導納矩陣，并返回步驟a。

在本發明實施例較佳的選擇中，在上述電力系統仿真方法中，步驟a包括：