CN113011026A - 一种电网电压暂降仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电网电压暂降仿真方法,包括以下步骤:步骤S1:获取电网PSASP潮流文件,并进行线路解析,生成潮流结果文件;步骤S2:根据得到的生成潮流结果文件,进行线路故障设置;步骤S3:基于设置线路故障后的潮流结果文件,调用PSASP暂态仿真程序进行仿真;步骤S4:获取仿真信息并存储于数据库;步骤S5:从数据库检索数据,计算各母线的暂降期望值并输出风险严重程度等级。本发明用于以PSASP数据为基础的大批量电网电压暂降仿真,有效提高仿真效率。
Description
技术领域
本发明涉及电网电源暂态仿真领域,具体涉及一种电网电压暂降仿真方法。
背景技术
电压暂降是指工频电压有效值瞬时下降至额定电压的10%~90%,并持续10ms~1min。电压暂降往往会使机器制造设备不正常工作或者停机,给工业生产造成极大的危害,同时给企业造成巨大的经济损失。
为了量化电网电压暂降的风险,需要对发生暂降的成因进行分析。在各种因素中,由于线路短路故障引起的电压暂降频次最高,影响范围最广,是导致电压暂降的第一原因,因此可以研究电网短路故障的残压情况来量化暂降风险严重程度。由于线路故障是不可控的和未知的,可以使用电力系统分析综合程序(PSASP)对全网线路做模拟故障仿真以获取故障残压数据,进而为量化电网电压暂降风险提供参考数据。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种电网电压暂降仿真方法,用于以PSASP数据为基础的大批量电网电压暂降仿真,有效提高仿真效率。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种电网电压暂降仿真方法,包括以下步骤:
步骤S1:获取电网PSASP潮流文件,并进行线路解析,生成潮流结果文件;
步骤S2:根据得到的生成潮流结果文件,进行线路故障设置;
步骤S3:基于设置线路故障后的潮流结果文件,调用PSASP暂态仿真程序进行仿真;
步骤S4:获取仿真信息并存储于数据库;
步骤S5:从数据库检索数据,计算各母线的暂降期望值并输出风险严重程度等级。
进一步的,所述步骤S1具体为:
步骤S11:读取母线数据文件LF.L1中母线名称和基准电压,并按行逐一对应生成母线信息列表;
步骤S12:读取变压器数据文件LF.L3,获取变压器两端母线在LF.L1文件中的行号;
步骤S13:筛选出变压器两端母线行号为负数的母线,把该母线视为虚拟母线在母线信息列表中删除;
步骤S14:读取交流线数据文件LF.L2中线路两端母线在LF.L1文件中的行号、线路编号、电阻和电抗,并按行逐一对应生成线路信息表;
步骤S15:判断交流线的电阻和电抗,若电阻与电抗均小于0.0001,则将该交流线视为母线联络线并在线路信息表中删除;
步骤S16:将线路信息表视为待仿真线路,将母线信息表视为仿真母线;
步骤S17:调用PSASP潮流计算子程序,生成潮流结果文件LF.LPx。
进一步的,所述线路信息表包含线路两端母线编号和线路编号。
进一步的,所述步骤S2具体为;
步骤S21:读取控制信息文件LF.L0中母线数目;
步骤S22:在控制信息文件ST.S0的母线数目处写入“LF.L0中母线数目值+1”的值;
步骤S23:在母线文件ST.S1中新增一行,名称为“Fault”;
步骤S24:在网络故障数据文件ST.S11中添加线路故障信息;
步骤S21:在输出变量描述文件ST.SME添加电压输出卡,将母线信息表里的母线所在行号逐一写入至ST.SME文件的Iterm=9的所在行中;
进一步的,所述线路故障信息包括故障线路两端母线在LF.L1文件中的行号、线路编号、故障位置百分比、故障相、接地阻抗、故障起始和终止时间和ST.S1文件中名称为“Fault”所在的行数。
进一步的,所述步骤S3具体为:
步骤S31:根据CPU核心数复制相同数量的PSASP软件包至不同缓存文件夹中,并把缓存文件夹以PSASP+编号的格式命名;
步骤S32:把LF文件、ST文件、LF.LP文件和DATALIB.DAT文件复制进各缓存文件夹中;
步骤S33:通过步骤S2在不同缓存文件夹中的ST.S11文件中设置不同的故障信息;
步骤S33:以计算机多进程的API函数调用PSASP稳定计算子程序,生成稳定输出文件ST.B12;
步骤S34:循环替换故障信息直至仿真所有线路。
进一步的,所述步骤S4具体为:
步骤S41:开启单线程监测PSASP仿真结果文件ST.B12的大小,若文件大小不发生改变则视为已完成计算,并将ST.B12文件按行读取进内存中;
步骤S42:按母线编号读取每个离散时刻的母线正序电压的实部和虚部并计算正序电压有效值;
步骤S43:判断有效值的最小值,将母线名称与最小值写入数据库中。
步骤S44:重复步骤S42-步骤S43直至将ST.B12中所有的母线和对应的最小电压全部写入数据库中;
步骤S45:单线程不断监测仿真结果文件,直至将全部线路的仿真结果存入数据库中。
进一步的,所述步骤S5具体为:
步骤S51:从数据库检索数据,计算各母线的暂降期望值,公式如下:
步骤S52:按各母线的按暂降期望值从小到大排列,并根据预设风险严重程度等级划分,输出对应风险严重程度等级。
进一步的,所述预设风险严重程度取前15%的母线为严重等级,15%~35%为中等等级,35%~60%为轻微等级,60%~100%为良好等级。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明结合计算机多进程技术,采用异步调用PSASP子程序模块,起到提高仿真效率的作用。同时避免手动操作的出错率,提高了仿真的准确性。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1,本发明提供一种电网电压暂降仿真方法,包括:PSASP潮流文件的线路解析;设置线路故障;调用PSASP暂态仿真程序;读取仿真结果信息并储存在数据库中;计算各监视母线的暂降期望值并输出风险严重程度等级。具体如下:
1.线路解析:
(1)读取母线数据文件LF.L1中母线名称和基准电压,并按行逐一对应生成母线信息列表。母线信息表需要母线名称、基准电压和母线在LF.L1文件的所在行数;
(2)读取变压器数据文件LF.L3,获取变压器两端母线在LF.L1文件中的行号;
(3)筛选出变压器两端母线行号为负数的母线,把该母线视为虚拟母线在母线信息列表中删除;
(4)读取交流线数据文件LF.L2中线路两端母线在LF.L1文件中的行号、线路编号、电阻和电抗,并按行逐一对应生成线路信息表。线路信息表需要包含线路两端母线编号和线路编号;
(5)判断交流线的电阻和电抗,若电阻与电抗均小于0.0001,则将该交流线视为母线联络线并在线路信息表中删除;
(6)将线路信息表视为待仿真线路,将母线信息表视为仿真母线;
(7)调用PSASP潮流计算子程序,生成潮流结果文件LF.LPx;
2.设置线路故障:
(1)读取控制信息文件LF.L0中母线数目;
(2)在控制信息文件ST.S0的母线数目处写入“LF.L0中母线数目值+1”的值;
(3)在母线文件ST.S1中新增一行,名称为“Fault”。
(4)在网络故障数据文件ST.S11中添加线路故障信息,包括故障线路两端母线在LF.L1文件中的行号、线路编号、故障位置百分比、故障相、接地阻抗、故障起始和终止时间和ST.S1文件中名称为“Fault”所在的行数。
(5)在输出变量描述文件ST.SME添加电压输出卡,将母线信息表里的母线所在行号逐一写入至ST.SME文件的Iterm=9的所在行中;
3.调用PSASP暂态仿真程序:
(1)根据CPU核心数复制相同数量的PSASP软件包至不同缓存文件夹中,并把缓存文件夹以PSASP+编号的格式命名;
(2)把LF文件、ST文件、LF.LP文件和DATALIB.DAT文件复制进各缓存文件夹中;
(3)通过步骤2在不同缓存文件夹中的ST.S11文件中设置不同的故障信息;
(4)以计算机多进程的API函数调用PSASP稳定计算子程序,生成稳定输出文件ST.B12;
(5)循环替换故障信息直至仿真所有线路;
4.仿真信息读取和数据库存储:
(1)开启单线程监测PSASP仿真结果文件ST.B12的大小,若文件大小不发生改变则视为已完成计算,并将ST.B12文件按行读取进内存中;
(2)按母线编号读取每个离散时刻的母线正序电压的实部和虚部并计算正序电压有效值;
(3)判断有效值的最小值,将母线名称与最小值写入数据库中。
(4)重复(2)-(3)步骤直至将ST.B12中所有的母线和对应的最小电压全部写入数据库中;
(5)单线程不断监测仿真结果文件,直至将全部线路的仿真结果存入数据库中;
5.计算暂降期望值及输出风险严重程度等级
(1) 从数据库检索数据,计算各母线的暂降期望值,公式如下:
(2)按各母线的按暂降期望值从小到大排列;
取前15%的母线为严重等级,15%~35%为中等等级,35%~60%为轻微等级,60%~100%为良好等级。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:获取电网PSASP潮流文件,并进行线路解析,生成潮流结果文件;
步骤S2:根据得到的生成潮流结果文件,进行线路故障设置;
步骤S3:基于设置线路故障后的潮流结果文件,调用PSASP暂态仿真程序进行仿真;
步骤S4:获取仿真信息并存储于数据库;
步骤S5:从数据库检索数据,计算各母线的暂降期望值并输出风险严重程度等级。
2.根据权利要求1所述的电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述步骤S1具体为:
步骤S11:读取母线数据文件LF.L1中母线名称和基准电压,并按行逐一对应生成母线信息列表;
步骤S12:读取变压器数据文件LF.L3,获取变压器两端母线在LF.L1文件中的行号;
步骤S13:筛选出变压器两端母线行号为负数的母线,把该母线视为虚拟母线在母线信息列表中删除;
步骤S14:读取交流线数据文件LF.L2中线路两端母线在LF.L1文件中的行号、线路编号、电阻和电抗,并按行逐一对应生成线路信息表;
步骤S15:判断交流线的电阻和电抗,若电阻与电抗均小于0.0001,则将该交流线视为母线联络线并在线路信息表中删除;
步骤S16:将线路信息表视为待仿真线路,将母线信息表视为仿真母线;
步骤S17:调用PSASP潮流计算子程序,生成潮流结果文件LF.LPx。
3.根据权利要求2所述的一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述线路信息表包含线路两端母线编号和线路编号。
4.根据权利要求1所述的一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述步骤S2具体为;
步骤S21:读取控制信息文件LF.L0中母线数目;
步骤S22:在控制信息文件ST.S0的母线数目处写入“LF.L0中母线数目值+1”的值;
步骤S23:在母线文件ST.S1中新增一行,名称为“Fault”;
步骤S24:在网络故障数据文件ST.S11中添加线路故障信息;
步骤S21:在输出变量描述文件ST.SME添加电压输出卡,将母线信息表里的母线所在行号逐一写入至ST.SME文件的Iterm=9的所在行中;
根据权利要求4所述的一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述线路故障信息包括故障线路两端母线在LF.L1文件中的行号、线路编号、故障位置百分比、故障相、接地阻抗、故障起始和终止时间和ST.S1文件中名称为“Fault”所在的行数。
5.根据权利要求4所述的一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述步骤S3具体为:
步骤S31:根据CPU核心数复制相同数量的PSASP软件包至不同缓存文件夹中,并把缓存文件夹以PSASP+编号的格式命名;
步骤S32:把LF文件、ST文件、LF.LP文件和DATALIB.DAT文件复制进各缓存文件夹中;
步骤S33:通过步骤S2在不同缓存文件夹中的ST.S11文件中设置不同的故障信息;
步骤S33:以计算机多进程的API函数调用PSASP稳定计算子程序,生成稳定输出文件ST.B12;
步骤S34:循环替换故障信息直至仿真所有线路。
6.根据权利要求1所述的一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:
步骤S41:开启单线程监测PSASP仿真结果文件ST.B12的大小,若文件大小不发生改变则视为已完成计算,并将ST.B12文件按行读取进内存中;
步骤S42:按母线编号读取每个离散时刻的母线正序电压的实部和虚部并计算正序电压有效值;
步骤S43:判断有效值的最小值,将母线名称与最小值写入数据库中。
7.步骤S44:重复步骤S42-步骤S43直至将ST.B12中所有的母线和对应的最小电压全部写入数据库中;
步骤S45:单线程不断监测仿真结果文件,直至将全部线路的仿真结果存入数据库中。
9.根据权利要求8所述的一种电网电压暂降仿真方法,其特征在于,所述预设风险严重程度取前15%的母线为严重等级,15%~35%为中等等级,35%~60%为轻微等级,60%~100%为良好等级。
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