一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，尤其涉及一種形成多個(gè)稀疏矢量道路集進(jìn)行前 代回代的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析是電力系統(tǒng)分析計(jì)算中最基礎(chǔ)、最核心的內(nèi)容之一。在線 動(dòng)態(tài)安全分析，安全穩(wěn)定緊急控制、預(yù)防控制，智能調(diào)度等先進(jìn)技術(shù)已逐步要求在電力系統(tǒng) 中推廣應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)這些先進(jìn)技術(shù)的前提條件是能夠快速、準(zhǔn)確、可靠地對(duì)大規(guī)模電力系統(tǒng)進(jìn) 行的暫態(tài)穩(wěn)定仿真計(jì)算。
[0003] 數(shù)值積分是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算最準(zhǔn)確、最可靠的方法。數(shù)值積分法的最大缺 點(diǎn)是計(jì)算量大，盡管計(jì)算機(jī)速度已經(jīng)有了飛速提高，但對(duì)于大規(guī)模電力系統(tǒng)，計(jì)算時(shí)間仍難 以滿(mǎn)足在線動(dòng)態(tài)安全分析、預(yù)防控制、緊急控制等計(jì)算的要求。
[0004] 電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程可用如下形式的微分-代數(shù)方程組描述
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 輸入電力系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)與信息，進(jìn)行潮流計(jì)算，W潮流計(jì)算結(jié)果為系統(tǒng)運(yùn)行變量 y(〇)，計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)變量初值x(0); (2) 形成描述電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的微分方程和網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程，并對(duì)有源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)， 一類(lèi)是在網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程求解中虛擬注入電流計(jì)算與節(jié)點(diǎn)電壓直接相關(guān)的節(jié)點(diǎn)，記為A類(lèi)節(jié) 點(diǎn)；另一類(lèi)是除A類(lèi)節(jié)點(diǎn)W外，虛擬注入電流在網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程求解過(guò)程中不隨節(jié)點(diǎn)電壓改 變的節(jié)點(diǎn)，如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、E'恒定模型發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)等，記為B類(lèi)節(jié)點(diǎn)；形成=個(gè)不 同的有源節(jié)點(diǎn)稀疏矢量道路集，分別是Pathl ;所有有源節(jié)點(diǎn)的稀疏矢量道路集；Path2 ;A 類(lèi)節(jié)點(diǎn)的稀疏矢量道路集；Path3 ;不在化th2中的B類(lèi)節(jié)點(diǎn)的稀疏矢量道路集； (3) 置暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算初值時(shí)刻t = 0,確定暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算采用的積分步長(zhǎng)，開(kāi)始暫態(tài)穩(wěn) 定仿真計(jì)算； (4) 判斷t時(shí)刻有無(wú)故障或操作，沒(méi)有則轉(zhuǎn)步驟6,有則執(zhí)行步驟5 ; (5) 根據(jù)故障或操作，修改節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣，并重新計(jì)算操作后的運(yùn)行變量y(t); (6) 利用數(shù)值積分方法，求取微分方程，得到系統(tǒng)狀態(tài)變量x(t+At); (7) 求解網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程，W化thl進(jìn)行快速前代，Path2進(jìn)行迭代過(guò)程中的快速回代， Path3進(jìn)行迭代收斂后的快速回代，求得此時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)行變量y (t+ A t); (8) 檢查兩次迭代各發(fā)電機(jī)功角偏差值，若偏差大于給定進(jìn)度精度e，則返回步驟6繼 續(xù)迭代，否則執(zhí)行步驟9; (9) 判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，即任意兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的最大相對(duì)搖擺功角是否大于某一給定值， 若是執(zhí)行步驟12,否則，執(zhí)行步驟10 ; (10) 將仿真時(shí)間推進(jìn)一個(gè)步長(zhǎng)，令t = t+A t ; (11) 判斷是否到達(dá)事先給定的仿真時(shí)間T，若t > T則執(zhí)行步驟12,否則返回步驟4 ; (12) 輸出計(jì)算結(jié)果并結(jié)束計(jì)算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法， 其特征在于，所述步驟7包括W下子步驟： (7. 1)計(jì)算B類(lèi)有源節(jié)點(diǎn)注入電流； (7. 2)計(jì)算A類(lèi)有源節(jié)點(diǎn)的虛擬注入電流； (7. 3)依照化thl節(jié)點(diǎn)道路集進(jìn)行快速前代； (7. 4)依照化th2節(jié)點(diǎn)道路集進(jìn)行快速回代，求得所有A類(lèi)節(jié)點(diǎn)電壓； (7.5)檢驗(yàn)前后兩次迭代中A類(lèi)節(jié)點(diǎn)中發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)電壓誤差是否小于指定誤差e。，若 滿(mǎn)足，停止迭代；否則返回步驟7. 2 ; (7. 6)依照化th3進(jìn)行快速回代，求出剩余B類(lèi)節(jié)點(diǎn)電壓，本次網(wǎng)絡(luò)方程求解結(jié)束。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算中，利用網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程獨(dú)立矢量與解矢量稀疏結(jié)構(gòu)的稀疏矢量技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有的稀疏矢量技術(shù)僅僅關(guān)注了網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程獨(dú)立矢量和解矢量的高度稀疏性，形成一個(gè)有源節(jié)點(diǎn)道路集進(jìn)行求解，沒(méi)有考慮到暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算過(guò)程中迭代求解網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程的不同階段需要不同的解矢量的特點(diǎn)。本發(fā)明充分考慮了網(wǎng)絡(luò)中有源節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，將有源節(jié)點(diǎn)分為兩類(lèi)，形成三個(gè)不同的稀疏矢量道路集，求解過(guò)程中不同步驟采用不同的稀疏矢量道路集，進(jìn)一步規(guī)避不必要的計(jì)算。應(yīng)用本發(fā)明可顯著減少電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真時(shí)求解微分-代數(shù)方程的計(jì)算量。
【IPC分類(lèi)】G06F19-00, H02J3-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104578054
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510014584
【發(fā)明人】王建全, 高一凡, 肖譚南, 黎萌, 張春燕, 張仲馳
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日