[發明專利]采用變階變步長3S-DIRK算法的電磁暫態仿真方法

在審

• 申請號: 202011273397.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112434411A
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 葉小暉;趙鈺婷;崔楊;鄧貴波;張彥濤;施浩波;李霞;宋新立;劉文焯;仲悟之
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;東北電力大學;中國電力科學研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/10
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種采用變階變步長3S-DIRK算法的電磁暫態仿真方法，其特征是，它包括的內容有：

1)3S-DIRK算式：

其中，t_n+2λ＝t_n+2λh＝t_n+h_TR，

2)所述的3S-DIRK算式包含A、B、C、D四種算法，

①算法A：3階算法；

②算法B：L穩定算法，滿足L穩定的要求；

③算法C：主動插值算法，假設插值系數為k；

④算法D：被動插值算法，利用二階拉格朗日插值算法，假設插值系數為k，那么插值公式,如(21)所示：

算法A-算法C三種算法中，λ的取值和實際步長分別如式(27)、式(28)所示：

hTR為第一步隱式梯形積分法的積分步長所設的恒定值；

在正常計算時使用3S-DIRK算法中的算法A，檢測到故障發生時使用算法D進行被動的插值，然后使用算法B計算幾步消除數值振蕩后，利用算法C進行同步，將計算值同步到原步長的整數倍，算法D是在積分值的基礎上使用二階拉格朗日插值實現；

3)在仿真計算時的方法包括以下步驟：

步驟0：采用算法A進行正常仿真，計算出注入電流并求解出節點電壓，每步計算結束后檢測是否需要插值，若需要則進入步驟1，否則重復步驟0繼續下一步計算，直至仿真結束；

步驟1：當檢測到開關動作需要插值時，進行采用算法D進行二階線性插值；

步驟2：為消除數值振蕩，將算法切換到算法B計算直至滿足L穩定的要求，如在計算中檢測到需要插值，則返回步驟1計算，否則進入步驟3；

步驟3：根據當前計算點與初始步長整數倍進行對比確定插值系數，采用算法C進行同步插值，計算結束后檢測是否需要插值，若需要插值則進入步驟1，否則退出特殊計算，返回步驟0。

在正常計算時使用3S-DIRK算法中的算法A，檢測到故障發生時使用算法D進行被動的插值，然后使用算法B計算幾步消除數值振蕩后，利用算法C進行同步，將計算值同步到原步長的整數倍，算法D是在積分值的基礎上使用二階拉格朗日插值實現。