CN112084624A - 电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置 - Google Patents

电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112084624A
CN112084624A CN202010763127.4A CN202010763127A CN112084624A CN 112084624 A CN112084624 A CN 112084624A CN 202010763127 A CN202010763127 A CN 202010763127A CN 112084624 A CN112084624 A CN 112084624A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electromagnetic
simulation
side interface
electromechanical
transient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010763127.4A
Other languages
English (en)
Inventor
张树卿
薛峰
张伟杰
李威
唐绍普
彭振
刘宁
许剑冰
胡宪法
周敬森
朱亚楠
方辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Electric Power Research Institute
Original Assignee
Tsinghua University
Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Electric Power Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University, Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd, State Grid Corp of China SGCC, State Grid Electric Power Research Institute filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202010763127.4A priority Critical patent/CN112084624A/zh
Publication of CN112084624A publication Critical patent/CN112084624A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Systems or methods specially adapted for specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Electricity, gas or water supply

Abstract

本发明提供一种电磁‑机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法和装置，所述计算方法包括：在电磁暂态侧模拟计算n个电磁暂态仿真步长dt，依次得到电磁暂态侧接口处的单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，n是非零正整数；利用所述电磁暂态侧接口处在交互步长dT的起始时刻的基波功率P0和所述交互步长dT中各所述单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，计算得到电磁暂态侧接口功率
Figure DDA0002613631370000011
交互步长dT与电磁暂态仿真步长dt之间满足dT＝n×dt。本发明能够有效减小电磁暂态侧向机电暂态侧的接口交互的误差，使得混合仿真对机电暂态过程大步长计算结果尽可能地接近全电磁暂态小步长仿真结果，提高了仿真准精度。

Description

电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置
技术领域
本发明属于电力系统中交直流电网数字仿真领域，特别涉及一种适用于非迭代交互时序的交直流大电网电磁/机电暂态混合仿真中的、电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置。
背景技术
现代电力系统中新型的、响应快速的控制器和装置广泛投运。特别是多回直流输电工程投运和诸多大容量电力电子装置在电网投运，电力系统中多种暂态过程紧密耦合，典型的包含电磁暂态过程和机电暂态过程。对此，电磁-机电暂态混合仿真技术将电磁和机电等暂态过程结合起来统一考虑，在一次仿真中对二者同时进行模拟。
机电暂态过程和电磁暂态过程在仿真机理、数学模型、数据表示方法等方面存在很大的差异，混合仿真中机电侧基于正、负、零序的基波相量和电磁侧基于abc三相瞬时值之间必须进行数据形式的转换，而且在电磁侧得到的离散序列数值也要转化成基波相量再传递给机电侧。
电磁暂态侧每一步长由接口电压、接口电流基波分量计算一次接口功率，目前，接口电磁功率求取一般常见的做法是求取混合仿真交互步长时间内功率离散点的平均化功率，但是这种功率计算方法不能保证机电暂态侧仿真计算结果的准确性，继而有可能进一步造成混合仿真结果错误或异常现象。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种适用于非迭代交互时序的电磁/机电暂态混合仿真中的电磁-机电混合仿真中电磁暂态侧接口功率计算方法和装置。
本发明的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，包括如下步骤：
D、在电磁暂态侧模拟计算n个电磁暂态仿真步长dt，依次得到电磁暂态侧接口处的单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，n是非零正整数；
E、利用所述电磁暂态侧接口处在交互步长dT的起始时刻的基波功率P0和所述交互步长dT中各所述单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，计算得到电磁暂态侧接口功率
Figure BDA0002613631350000022
所述交互步长dT为电磁暂态仿真与机电暂态仿真交互步长，所述交互步长dT与所述电磁暂态仿真步长dt之间满足dT＝n×dt。
进一步，
在所述步骤E中，所述电磁暂态侧接口功率
Figure BDA0002613631350000021
其中，i为整数，且0≤i≤n。
进一步，
所述交互步长dT取为机电暂态仿真步长。
进一步，
所述交互步长dT满足5ms≤dT≤100ms。
进一步，
所述交互步长dT取为10ms。
进一步，
所述电磁暂态仿真步长dt满足10us≤dt≤200us。
进一步，
所述电磁暂态仿真步长dt取为50us。
进一步，
在所述步骤D之前，执行步骤：
C、在机电暂态侧模拟计算一个所述机电暂态仿真步长，得到机电暂态侧接口量：电压幅值和电压相位。
进一步，
在所述步骤C前，执行步骤：
设置所述电磁暂态仿真步长dt，所述机电暂态仿真步长dT。
进一步，
在所述步骤C前，执行步骤：
在电磁暂态仿真中在接口处用电压源等值机电暂态侧子网，在机电暂态仿真中在所述接口处用功率源等值电磁暂态侧子网。
进一步，
还包括：进行电磁暂态侧接口量和所述机电暂态侧接口量交互，
所述电磁暂态侧接口量为所述电磁暂态侧接口功率；
所述机电暂态侧接口量为所述电压幅值和电压相位。
本发明还提供了电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算装置，所述计算装置执行上述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法。
本发明的计算方法和装置能够有效减小电磁暂态侧向机电暂态侧的接口交互的误差，使得混合仿真对机电暂态过程大步长计算结果尽可能地接近全电磁暂态小步长仿真结果，提高了仿真准精度。此外，所述方法对比已有的混合仿真平台改动小，适用性强，易于实现。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的电磁暂态侧接口功率计算离散点。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
交直流大电网电磁/机电暂态混合仿真系统包括有对第一电网进行机电暂态仿真计算的机电暂态仿真系统、对第二电网进行电磁暂态仿真计算的电磁暂态仿真系统，机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统之间设有一个能同时与两个仿真系统实现通讯和内在、有机连接以实现混合仿真的接口进程控制系统，接口进程控制系统用于进行电磁暂态侧和机电暂态侧接口量交互，所述接口量为机电暂态仿真系统和电磁暂态仿真系统通过接口进程控制系统进行数据交互的参量。
交直流大电网电磁/机电暂态混合仿真系统采用时域仿真，所述混合仿真系统进行仿真计算时以一最小时间单位进行的，所述最小时间单位即仿真步长，所述混合仿真系统得到某一时刻的仿真计算结果后，将仿真时间增加仿真步长后进行下一时刻结果的计算。本发明的计算方法基于电磁暂态仿真步长和机电暂态仿真步长间的数值比例关系，并将电磁暂态仿真与机电暂态仿真交互步长(以下简称为交互步长，即混合仿真中电磁暂态与机电暂态进行数据交互的时间单位)取为机电暂态仿真步长和电磁暂态仿真步长中的较大者机电暂态仿真步长。
参考图1，本发明的电磁-机电混合仿真中电磁暂态侧接口功率计算方法包括如下步骤：
A、电磁暂态仿真中在接口处用电压源等值机电暂态侧子网，机电暂态仿真中在接口处用功率源等值电磁暂态侧子网。
B、设置电磁暂态仿真步长为dt，机电暂态仿真步长为dT，且满足dT＝n×dt，其中，dT和dt可根据具体应用设定不同取值，一般而言，5ms≤dT≤100ms，10us≤dt≤200us，本实施例中dT可优选为10ms，dt可优选为50us，ms代表毫秒，us代表微妙，n是非零正整数，1≤n≤400，本实施例中，n可优选为200；所述交互步长亦为dT。n的数值越小，机电-电磁双侧交互频度越高。
C、在机电暂态侧模拟计算一个机电暂态仿真步长dT，得到机电暂态侧接口量：电压幅值和电压相位。所述电压幅值和电压相位是对侧(即电磁侧)组网所需的接口状态值，是电磁侧计算所需的潮流状态值。
D、在电磁暂态侧模拟计算n个电磁暂态仿真步长dt，得到电磁暂态侧接口处单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn。如图1所示，n个电磁暂态仿真步长dt由时刻t0起算，到时刻tn终止，满足ti-ti-1＝dt，i为整数，且0≤i≤n。
E、利用电磁暂态侧接口处的交互步长dT起始时刻的基波功率P0和所述交互步长dT中各电磁暂态步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，计算得到电磁暂态侧接口功率
Figure BDA0002613631350000051
Figure BDA0002613631350000052
F、进行电磁暂态侧接口量(即电磁暂态侧接口功率)和机电暂态侧接口量(即所述电压幅值和电压相位)交互。
H、进入下一交互步长的模拟计算，重复C～F步。
本发明还提供了电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算装置，所述计算装置用于执行上述电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法。
本发明的计算方法考虑了交互步长初始时刻功率的影响，接口误差小于常规的平均化接口功率模型，在电磁暂态侧系统为大量电力电子设备或高压直流输电系统、且暂态过程中接口基波功率在一个交互步长时间内发生剧烈变化时，所述方法能够有效减小电磁暂态侧向机电暂态侧的接口交互的误差，使得混合仿真对机电暂态过程大步长计算结果尽可能地接近全电磁暂态小步长仿真结果，提高了仿真准精度。此外，所述方法对比已有的混合仿真平台改动小，适用性强，易于实现。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
D、在电磁暂态侧模拟计算n个电磁暂态仿真步长dt，依次得到电磁暂态侧接口处的单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，n是非零正整数；
E、利用所述电磁暂态侧接口处在交互步长dT的起始时刻的基波功率P0和所述交互步长dT中各所述单步长基波功率P1、P2、P3、……、Pn，计算得到电磁暂态侧接口功率
Figure FDA0002613631340000012
所述交互步长dT为电磁暂态仿真与机电暂态仿真交互步长，所述交互步长dT与所述电磁暂态仿真步长dt之间满足dT＝n×dt。
2.根据权利要求1所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
在所述步骤E中，所述电磁暂态侧接口功率
Figure FDA0002613631340000011
其中，i为整数，且0≤i≤n。
3.根据权利要求1所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
所述交互步长dT取为机电暂态仿真步长。
4.根据权利要求3所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
所述交互步长dT满足5ms≤dT≤100ms。
5.根据权利要求4所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
所述交互步长dT取为10ms。
6.根据权利要求1-5任一所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
所述电磁暂态仿真步长dt满足10us≤dt≤200us。
7.根据权利要求6所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
所述电磁暂态仿真步长dt取为50us。
8.根据权利要求7所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
在所述步骤D之前，执行步骤：
C、在机电暂态侧模拟计算一个所述机电暂态仿真步长，得到机电暂态侧接口量：电压幅值和电压相位。
9.根据权利要求8所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
在所述步骤C前，执行步骤：
设置所述电磁暂态仿真步长dt，所述机电暂态仿真步长dT。
10.根据权利要求8所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
在所述步骤C前，执行步骤：
在电磁暂态仿真中在接口处用电压源等值机电暂态侧子网，在机电暂态仿真中在所述接口处用功率源等值电磁暂态侧子网。
11.根据权利要求8-10任一所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法，其特征在于，
还包括：进行电磁暂态侧接口量和所述机电暂态侧接口量交互，
所述电磁暂态侧接口量为所述电磁暂态侧接口功率；
所述机电暂态侧接口量为所述电压幅值和电压相位。
12.电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算装置，其特征在于，所述计算装置执行权利要求1-11任一所述的电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法。
CN202010763127.4A 2020-07-31 2020-07-31 电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置 Pending CN112084624A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010763127.4A CN112084624A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010763127.4A CN112084624A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112084624A true CN112084624A (zh) 2020-12-15

Family

ID=73735325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010763127.4A Pending CN112084624A (zh) 2020-07-31 2020-07-31 电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112084624A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113110099A (zh) * 2021-03-04 2021-07-13 清华大学 一种多模式一体化混合实时仿真平台

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957872A (zh) * 2010-07-09 2011-01-26 南方电网技术研究中心 一种交直流电力系统的混合实时仿真方法
CN102841962A (zh) * 2012-07-23 2012-12-26 南方电网科学研究院有限责任公司 基于超前计算的电磁机电暂态混合实时仿真接口交互方法
CN105468847A (zh) * 2015-11-25 2016-04-06 国网宁夏电力公司电力科学研究院 基于pscad emtdc的混合仿真接口管理模块
WO2016188503A2 (zh) * 2015-05-22 2016-12-01 中国电力科学研究院 一种适用于电磁暂态多时间尺度实时仿真接口的实现方法
WO2020088245A1 (zh) * 2018-10-31 2020-05-07 邓宏伟 一种基于直算法的电磁机电暂态仿真算法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957872A (zh) * 2010-07-09 2011-01-26 南方电网技术研究中心 一种交直流电力系统的混合实时仿真方法
CN102841962A (zh) * 2012-07-23 2012-12-26 南方电网科学研究院有限责任公司 基于超前计算的电磁机电暂态混合实时仿真接口交互方法
WO2016188503A2 (zh) * 2015-05-22 2016-12-01 中国电力科学研究院 一种适用于电磁暂态多时间尺度实时仿真接口的实现方法
CN105468847A (zh) * 2015-11-25 2016-04-06 国网宁夏电力公司电力科学研究院 基于pscad emtdc的混合仿真接口管理模块
WO2020088245A1 (zh) * 2018-10-31 2020-05-07 邓宏伟 一种基于直算法的电磁机电暂态仿真算法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李伟等: "电磁机电暂态混合仿真精度改善技术研究", 广东电力, vol. 30, no. 04, pages 80 - 84 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113110099A (zh) * 2021-03-04 2021-07-13 清华大学 一种多模式一体化混合实时仿真平台
CN113110099B (zh) * 2021-03-04 2023-03-14 清华大学 一种多模式一体化混合实时仿真平台

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110362937B (zh) 一种模块化多电平换流器电磁暂态仿真方法及系统
CN108075476A (zh) 一种基于潮流转移关系的安全约束最优潮流方法
Suvorov et al. Comprehensive validation of transient stability calculations in electric power systems and hardware-software tool for its implementation
CN108448566B (zh) 一种电力系统在线混合仿真方法和系统
CN109190320A (zh) 适用于adpss双馈风机闭环试验的并行异构仿真方法
CN112084624A (zh) 电磁-机电混合仿真电磁暂态侧接口功率计算方法与装置
CN108959671B (zh) 半桥和全桥型模块化多电平换流器的实时仿真建模方法
CN103475016A (zh) 高压直流输电工程中换流站的仿真方法
CN103577691B (zh) 一种电网仿真中孤立电网频率计算方法
CN104298834A (zh) 基于面向对象技术的直流系统建模方法及故障仿真方法
CN110378022B (zh) 一种多频段动态相量电磁暂态仿真方法及系统
CN116609610A (zh) 一种基于自适应小波包变换的单相接地故障选相方法
CN115980515A (zh) 一种单相接地故障定位方法
CN113794198B (zh) 抑制宽频振荡的方法、装置、终端及存储介质
CN112557813B (zh) 多回直流同时故障下电网电压稳定性判断方法
CN115236457A (zh) 油田配网短路故障区段定位方法、系统、设备及存储介质
CN114784820A (zh) 一种动态无功补偿装置的建模方法、系统、设备和介质
Jain et al. Real-time simulation of IEEE 3-generator 9-bus system on miniature full spectrum simulator
CN113919183B (zh) 基于rtds的直流控保系统雷击故障响应特性模拟方法及装置
CN109460575A (zh) 一种基于贝杰龙等值线路的混合仿真接口系统及插值算法
CN105631088B (zh) 一种模块化多电平换流器临界仿真步长的计算方法
CN108959798B (zh) 一种高压链式静止同步补偿器的仿真提速建模方法
CN112510694B (zh) 一种交直流混合供电系统及其稳定分析方法
CN116937593A (zh) 一种海岛微电网群短期电压稳定评估方法及系统
CN111985068B (zh) 一种针对emtdc/pscad仿真环境的基于pi环节的发电机状态初始化方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination