[發明專利]一種電路模型的實時仿真方法及系統

在審

• 申請號: 201811562834.6
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109782625A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 孫麗敬;吳鳴;盛萬興;劉海濤;張海;李蕊;于輝;鄭楠;季宇;呂志鵬;宋振浩;劉國宇;藺圣杰;趙婷;熊雄;李冬森;李運兵;余述良;劉俊;曾光
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網安徽省電力有限公司金寨縣供電公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種電路模型的實時仿真方法，其特征在于，包括：

針對電路系統中開關量的分布情況，將整個系統解耦成多個子網絡；

基于設定的狀態空間方程，采用并行計算方式分別對各子網絡進行計算，獲得各個子網絡對應的等效電路；

基于各個子網絡的等效電路，進行聯合仿真實現所述電路系統的實時仿真。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于設定的狀態空間方程，采用并行計算方式分別對各子網絡進行計算，獲得各個子網絡對應的等效電路，包括：

將各子網絡的運行參數帶入設定的狀態空間方程，獲得各個子網絡對應的等效電路方程；

基于多處理器采用高階積分算法對所述等效電路方程進行并行計算，獲得各子網絡的等效電路。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述狀態空間方程，如下列所示：

y＝C_nx+D_nu

式中：輸入向量；y：輸出向量；x：電路模型中的狀態變量；u：電流或電壓變量；A_n：矩陣A；B_n：矩陣B；C_n：矩陣C；D_n：矩陣D；n：系數矩陣的階數。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述等效電路方程，如下式所示：

y_t+Δt＝y_h+W_nu_t+Δt

式中，y_t+Δt：等效電路方程；y_h：狀態空間組歷史輸出；W_n：導納矩陣；u_t+Δt：下一時刻的電壓變量；Δt：離散采樣的步長；

其中，所述狀態空間組歷史輸出y_h和導納矩陣W_n按下式計算：

式中：離散化后的矩陣A；x_t：中間變量的當前時刻值；離散化后的矩陣B；u_t：當前時刻的電壓變量。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將整個系統解耦成多個子網絡，包括：

將所述電路系統根據設置的解耦方式進行處理；

將處理后的電路系統根據開關量的分布情況解耦成多個子網絡。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述解耦方式，包括：第一解耦方式和第二解耦方式；

所述第一解耦方式為，采用串聯直流電壓源和并聯可控交流電流源對各開關進行分離；

所述第二解耦方式為，將串聯的兩個IGBT等效為S函數算法，減少開關數量。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各個子網絡的等效電路，進行聯合仿真實現所述電路系統的實時仿真，包括：

基于電路系統的拓撲結構將各子網絡歸納為多個子系統；

在一個仿真時間步長內，基于每一個子系統中各個子網絡的等效電路，采用后歐拉離散積分算法進行聯合仿真得到所述子系統的電氣傳輸信號；

各子系統之間基于輸電線路傳輸電氣傳輸信號，實現所述電路系統的實時仿真。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述各子系統之間基于輸電線路傳輸電氣傳輸信號，實現所述電路系統的實時仿真，包括：

所述各子系統之間的信號傳輸在延時一個仿真步長后，基于接收到的電氣信號進行仿真，直到仿真完成獲得整個電路的實時仿真。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述各子系統之間基于輸電線路傳輸電氣傳輸信號，實現所述電路系統的實時仿真之后，還包括：

通過外接控制器驗證電路模型的拓撲結構及實時仿真。