一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法
【專利摘要】一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法,采用相分量法和序分量法混合建模的方法進(jìn)行不對稱電力系統(tǒng)的建模,在此基礎(chǔ)上,基于邊界節(jié)點的三相功率平衡條件構(gòu)造了隱函數(shù)形式的邊界協(xié)調(diào)方程,提出基于分解協(xié)調(diào)的不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真算法。采用本發(fā)明能夠解決傳統(tǒng)方法無法兼顧高效和靈活性的困難,可方便地處理復(fù)雜故障和多重故障計算問題,克服了傳統(tǒng)的基于序網(wǎng)連接的故障處理方式的不足。同時,還能很好地解決參數(shù)不對稱情況下系統(tǒng)的暫穩(wěn)仿真問題。IEEE標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的測試表明,本發(fā)明具有較高的準(zhǔn)確性和收斂性。
【專利說明】一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法,屬于電力系統(tǒng)暫態(tài)分析【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定仿真程序一般都認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)三相對稱,采用對稱分量法進(jìn)行建模,正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)相互解耦,有著良好的計算效率。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生簡單的不對稱橫向或縱向故障時,可以通過故障點的邊界條件構(gòu)造復(fù)合序網(wǎng),將負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)的作用折算成一個等值阻抗附加到正序網(wǎng)絡(luò)中,各時步計算實際上僅在正序網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行。但是,這種基于序網(wǎng)連接的計算方法的通用性差,只能計算那些由簡單的縱向和橫向故障組合而成的一般性復(fù)雜故障,無力處理那些繼電保護(hù)工程師感興趣的任意復(fù)雜故障。而且,當(dāng)系統(tǒng)中多重故障的故障相不統(tǒng)一時,必須引入移相變壓器來建立通用型邊界條件方程,導(dǎo)致序網(wǎng)連接關(guān)系復(fù)雜。
[0003]由于不對稱元件和不對稱負(fù)荷的存在,三序解耦的特性不復(fù)存在,基于序網(wǎng)連接方法的故障計算方法也不再適用。繼續(xù)采用對稱分量法進(jìn)行故障計算會帶來較大的誤差,嚴(yán)重影響到各種設(shè)備的合理選型及各種繼電保護(hù)和安全自動裝置在電力系統(tǒng)中的合理配
置與整定。
[0004]綜上所述,傳統(tǒng)的暫穩(wěn)仿真算法不能很好地解決運(yùn)行中各種不對稱問題,需要研究能夠處理各種不對稱的暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。新的不對稱系統(tǒng)暫穩(wěn)仿真算法,不僅要求能方便地處理各種復(fù)雜故障造成的運(yùn)行不對稱,還需要能夠很好地應(yīng)對元件參數(shù)不對稱問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于提出一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法,它能夠解決傳統(tǒng)方法無法兼顧高效和靈活性的困難,方便地處理復(fù)雜故障和多重故障計算問題,克服了傳統(tǒng)的基于序網(wǎng)連接的故障處理方式的不足。同時,還能很好地解決參數(shù)不對稱情況下系統(tǒng)的暫穩(wěn)仿真問題。
[0006]本發(fā)明通過采用以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的:一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法,采用相分量法和序分量法混合建模的方法進(jìn)行不對稱電力系統(tǒng)的建模,在此基礎(chǔ)上,基于邊界節(jié)點的三相功率平衡條件構(gòu)造了隱函數(shù)形式的邊界協(xié)調(diào)方程,提出基于分解協(xié)調(diào)的不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真算法。具體步驟如下:
[0007]步驟I
[0008]給定一組tn時刻邊界母線集的狀態(tài)量yf和y;,計算tn時刻邊界母線集的功率偏
差[0009]
【權(quán)利要求】
1.一種不對稱電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的建模和仿真方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟(1) 給定一組tn時刻邊界母線集的狀態(tài)量yf和yf,計算tn時刻邊界母線集的功率偏差
p^l ΔΡ, + Vf = f" + \(I) ^lntHρ 萬2
_ 4 J L _
—rqf I [Qf1I AQ^Q;+Q^ ;2 +:2(2)
_v4 J L^/? _ 將ΔΡ和AQ4作為協(xié)調(diào)目標(biāo),得到tn 時刻的邊界協(xié)調(diào)方程:
'ΔΡ,'Φ? λλ⑶ 步驟(2) 基于式(3),構(gòu)造基于迭代求解的不對稱系統(tǒng)暫態(tài)仿真分解協(xié)調(diào)求解算法:
協(xié)調(diào)側(cè)初始化計算環(huán)境并設(shè)置tn+1時刻的邊界母線狀杏和yt,令f:文'' 步驟(3) 根據(jù)協(xié)調(diào)側(cè)給定的tn+1時刻的邊界母線狀態(tài)求解各自子系統(tǒng)的動態(tài)方程,得到邊界母線集功率偏差并返回協(xié)調(diào)側(cè); 步驟(4) 若|ΔΡ, t| I <s且ΙΙΔ&, I < ε則轉(zhuǎn)至步驟(5),否則由AP41和AC^求解,更新邊界母線狀態(tài),令<,?+Δ<, ⑷ 然后返回步驟(3); 步驟(5) tn+1時刻全網(wǎng)一致收斂,tn+1=tn+1+ Δ t,若tn+1 ( tmd,則返回步驟(3)開始下一時步的仿真,否則仿真結(jié)束。
【文檔編號】G06F9/455GK103761351SQ201310469025
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】黃秀瓊, 黃少偉, 陳穎, 沈沉, 陳衛(wèi)東, 白先紅, 覃惠玲 申請人:廣西電網(wǎng)公司, 清華大學(xué)