[發明專利]一種配電網暫態與穩態混成仿真方法及系統

在審

• 申請號: 202011619237.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112803392A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 葉學順;白牧可;劉科研;盛萬興;康田園;張懷天;朱鹮;李佩佩
• 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
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;G06F30/18
• 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

一種配電網暫態與穩態混成仿真方法及系統，包括：基于配電網系統的狀態空間矩陣求解特征頻率劃分暫態仿真計算區和穩態仿真計算區；對所述穩態仿真計算區和暫態仿真計算區間隔每個基準周期進行交互并匹配接口的潮流值直至仿真結束；拼接穩態仿真計算區和暫態仿真計算區的仿真結果，輸出完整配電網信息物理系統的仿真結果。實現配電網信息物理系統暫態仿真和穩態仿真中不同時間尺度仿真的協同統一，能夠解決大規模網絡下的仿真計算難題。

技術領域

本發明涉及配電網實時仿真技術領域，具體涉及一種配電網暫態與穩態混成仿真方法及系統。

背景技術

信息物理系統(CPS)是物理空間與信息空間中人、機、物、環境、信息等要素相互映射、適時交互、高效協同的復雜系統。隨著信息技術的深度應用，電力流、信息流和業務流深度融合，配電網信息系統與物理系統之間緊密關聯和影響，配電網已經成為典型的信息物理系統。傳統配電網仿真中，信息系統與物理系統基本是割裂的，因此，配電網信息物理系統仿真需要實現信息-物理深度融合過程，從而實現配電網物理仿真與信息通信仿真的有效融合。

配電網信息物理系統仿真中通信系統固有延時一般在100ms以上，而配電網物理系統的暫態過程有快速動態的分布式電源接口，時間尺度在微秒級，也有慢速過程，如線路、變壓器等環節。如果配電網物理過程全部用暫態仿真，則面臨仿真速度慢、規模受限的問題，特別是采用暫態實時仿真時問題更加嚴重。如何協調配電網物理過程與信息通信仿真的時間尺度，實現在仿真精度滿足要求的前提下，盡可能提升仿真的速度與規模是配電網信息物理系統仿真亟需解決的關鍵問題之一。

發明內容

為了解決現有技術中所存在的上述問題，本發明提供一種配電網暫態與穩態混成仿真方法，包括：

基于配電網系統的狀態空間矩陣求解特征頻率劃分暫態仿真計算區和穩態仿真計算區；

對所述穩態仿真計算區和暫態仿真計算區間隔每個基準周期進行交互并匹配接口的潮流值直至仿真結束；

拼接穩態仿真計算區和暫態仿真計算區的仿真結果，輸出完整配電網信息物理系統的仿真結果。

優選的，所述對穩態仿真計算區和暫態仿真計算區間隔每個基準周期交互并匹配接口的潮流值直至仿真結束包括：

計算穩態仿真計算區的接口潮流值傳遞給暫態仿真計算區作為暫態仿真計算區的接口初始值計算配電網暫態過程；

每隔設定基準周期將配電網暫態仿真計算區接口潮流有效值傳遞給穩態仿真計算區匹配判斷是否需要重新計算穩態仿真計算區的接口潮流有效值；

基于判斷結果確定是否更新暫態仿真計算區接口潮流值；

其中，所述潮流值包括：接口電壓有效值、接口有功功率有效值和無功功率有效值。

優選的，所述每隔設定基準周期將配電網暫態計算區接口潮流有效值傳遞給穩態仿真計算匹配判斷是否需要重新計算穩態仿真計算區的潮流有效值包括：

每隔設定基準周期將配電網暫態仿真計算區接口電壓有效值、接口有功功率有效值和無功功率有效值發送至數據緩存區；

基于穩態仿真計算區從數據緩存區中讀取的所述接口電壓有效值、接口有功功率有效值和無功功率有效值分別與一個基準周期之前的有效值做差；

若差值小于設定閾值無需更新暫態仿真計算區的接口有效值；

反之觸發穩態仿真計算區重新計算接口潮流值。

優選的，所述基于判斷結果確定是否更新暫態仿真計算區接口潮流值包括，

若需要重新計算穩態仿真計算區的潮流有效值，將重新計算的穩態仿真計算區接口潮流值傳遞給暫態計算區作為接口初始值；

反之不更改暫態仿真計算區接口潮流值。