CN113705023A - 基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：基于电磁暂态模型查找第一母线，第一母线为各类电力元件中的一种；当第一母线未存在于电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统。采用本方法能够提高仿真模型搭建准确性。

Description

基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法、装置

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着电力系统技术的发展，为了在实际搭建电力系统时，能减少搭建过程中出现的错误，因此出现了基于电磁暂态模型对电力系统建模的技术。

传统技术中，对于小规模电力系统，通常是预先在电磁暂态仿真模型中人工搭建，再根据仿真模型构建实际的电力系统。在人工搭建电磁暂态模型时，将各个元件按照电路构建图搭建好即可。

然而，目前的传统方法，对于大规模电力系统，人工拼接搭建时则相对繁琐、容易出错。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能提高仿真模型搭建准确性的基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法、装置、计算机设备和存储介质。

一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法，所述方法包括：

基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；

其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

在其中一个实施例中，还包括：根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数，包括：

根据预设的连接规则，依次查找与所述第一母线连接的负荷、线路、发电机和变压器，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数。

其中，所述电力元件包括与所述第一母线连接的各类电力元件，各类所述电力元件包括负荷、线路、发电机和变压器。

在其中一个实施例中，各类电力元件的电力参数包括负荷的电力参数、发电机的电力参数和变压器的电力参数，各类电力元件的位置信息包括负荷的位置信息、线路的位置信息、发电机的位置信息和变压器的位置信息；依次查找与所述第一母线连接的负荷、线路、发电机和变压器，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数，包括：

查找所述第一母线上是否连接有负荷，当所述第一母线上连接有负荷时，获取负荷的电力参数和负荷的位置信息；

查找所述第一母线上是否连接有线路，当所述第一母线上连接有线路时，获取线路的位置信息；

查找所述第一母线上是否连接有发电机，当所述第一母线上连接有发电机时，获取发电机的电力参数和发电机的位置信息；

查找所述第一母线上是否连接有变压器，当所述第一母线上连接有变压器时，获取变压器的电力参数和变压器的位置信息。

在其中一个实施例中，获取所述线路位置信息之后，还包括：

校验所述线路的一端是否存在于旧仿真厂站中；

当所述线路的一端存在于旧仿真厂站中时，则将所述线路表示为受端，当所述线路的一端不存在于旧仿真厂站时，将所述线路表示为送端。

在其中一个实施例中，在根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站之后，还包括：

基于电磁暂态模型，查找与所述变压器连接的第二母线；

根据预设的连接规则查找能与所述第二母线连接的各类电力元件；

当未查找到所述第二母线连接有电力元件时，确定所述第一新仿真厂站完成建模。

在其中一个实施例中，当查找到所述第二母线连接有电力元件时，获取与所述第二母线连接的各类电力元件的位置信息和电力参数，构建第二新仿真厂站。

在其中一个实施例中，在基于电磁暂态模型查找第一母线之前，还包括：

获取机电暂态模型中的机电暂态数据，所述机电暂态数据为各类电力元件的机电暂态数据；

将各类电力元件的机电暂态数据自动转换成对应的电磁暂态数据，得到更新的电磁暂态模型。

在其中一个实施例中，自动转换各类电力元件，包括：

当识别到所述线路为串补支路时，将所述串补支路转换成串联电容器；当识别到所述线路为小电抗支路时，将通过至少一条所述小电抗支路连接的母线，合并成一条母线。

一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，所述装置包括：

第一母线查找模块，用于基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

各类电力元件查找模块，用于当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

第一新仿真厂站构建模块，用于根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；

其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；

其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

上述基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法、装置、计算机设备和存储介质，在终端的电磁暂态模型中查找第一母线，当该第一母线不在电磁暂态模型中存储的旧仿真厂站中时，即该第一母线可以用于构建第一新仿真厂站。在确定好该第一母线之后，终端要基于预设的连接规则在电磁暂态模型中，查找与第一母线相连的其他各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数。之后根据各类电力元件的位置信息和电力参数，可以构建成一个第一新仿真厂站。无论大小规模的电力系统，本申请通过预设的连接规则对各个电力元件的位置信息做好统一布局，使各类电力元件在构建第一新仿真厂站的过程中，能够自动地按一定顺序规则进行架构，无需人工手动搭建电磁暂态模型，因而能提高仿真模型搭建准确性。由于第一新仿真厂站用于指示构建实际的电力系统，因此，本申请能提高实际电力系统搭建时的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法的应用环境图；

图2为一个实施例中基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法的流程示意图；

图3为一个实施例中电磁暂态模型采用图形化界面展示电力元件的示意图；

图4为一个实施例中电力系统仿真模型的示意图；

图5为另一个实施例中基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法流程图；

图6为一个实施例中三个双卷变表示一个三卷变示意图；

图7为一个实施例中线路送端和线路受端的仿真结构示意图；

图8为一个实施例中发电机的界面展示图；

图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。终端10安装有电磁暂态软件102，电磁暂态模型位于电磁暂态软件102中。电磁暂态模型有大量的电磁暂态数据，电磁暂态数据包括各类电力元件的电力参数和拓扑结构，大量的电磁暂态数据存储于硬盘104中。当需要构建仿真厂站，终端10先基于电磁暂态模型查找母线，当母线未存在于旧仿真厂站时，根据预设的连接规则查找能与该母线连接的各类电力元件，获取各类电力元件的位置信息和电力参数。根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建得到仿真厂站。其中，终端10可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法，以该方法应用于图1中的终端为例进行说明，包括以下步骤：

步骤202，基于电磁暂态模型查找第一母线。

其中，电磁暂态模型是电力系统及装置的动态行为进行研究的仿真模型之一。具体的，电力系统仿真计算对电力系统及装置的动态行为进行仿真研究，可以根据需要研究的动态过程的作用时间长短，将电力系统暂态过程分为机电暂态过程和电磁暂态过程两大类。机电暂态仿真模型(也称机电暂态模型)用基波相量描述模型，仿真步长为毫秒级（最常用是10毫秒），适用于大系统分析，目前可以实现仿真超过10000个节点的系统，主要用于研究系统受到扰动事件后的暂态行为。例如功角稳定、电压稳定、频率稳定、短路电流计算和低频振荡等。电磁暂态仿真(也称电磁暂态模型)用基于三相瞬时值的数学表达式来描述模型，仿真步长为微秒级（通常是20~200微秒），可用于研究行波特性、高次谐波、高速电力电子开关特性和直流系统动态过程等方面，模型更加精细，能够更加准确地模拟电力系统的动态行为。

电磁暂态仿真模型包括各类电力元件的电力参数以及相应的拓扑结构，电磁暂态仿真模型主要采用图形化界面，如图3所示，以框图形式直观展示电力元件，包括电力元件的类别、名称以及对应的电力参数。

母线也是一种电力元件，与母线连接的各类电力元件是区别于母线的其他种类电力元件。由于电磁暂态模型中存储有母线、以及除母线以外的其他电力元件的拓扑结构，因此，可以基于电磁暂态模型查找是否存在母线，为了和下文中的母线区别，称第一母线。

在基于电磁暂态模型查找第一母线时，会查找到多个第一母线，各第一母线可视化展示于终端软件的显示界面。

步骤204，当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数。

其中，旧仿真厂站是指电磁暂态模型之前已经完成建模的仿真厂站，仿真厂站是指各类电力元件按一定的拓扑结构组建成变电站或发电厂的仿真厂站模型。在一个仿真厂站中，可能包含母线、线路（其中一端）、发电机、变压器（含三卷变和双卷变）、负荷等元件（组），这些元件按一定的结构组成厂站模型，其架构布局图如附图4所示。对于一般的电力系统，通常不会超过三层母线，因此一个仿真厂站通常也只有一个1~3个第一母线。

预设的连接规则是终端预先存储的、包括母线在内的各类电力元件的拓扑结构的连接顺序规则。主要是指基于电磁暂态模型构建厂站时，母线和其他各类电力元件的连接规则。连接规则可以理解为构建厂站时，先确定了合适的第一母线之后，如何按顺序再将其他各类电力元件与该第一母线进行连接。

当确定了第一母线未存在于旧仿真厂站，即第一母线未被占用时，根据预设的连接规则查找能与第一母线连接的各类电力元件。能与第一母线连接的各类电力元件，是指按照预设的连接规则，能按顺序依次与第一母线拓扑连接的电力元件。此处，各类电力元件是指电力元件类别。在确定与第一母线依次连接的各类电力元件类别之后，需要获取这些电力元件对应的位置信息和电力参数。

在一个实施例中，各类电力元件的位置信息存储于终端中，各类电力元件的位置信息以一串阿拉伯数字表示，依据位置信息的数值从小到大进行排序，位置信息数值较小的具有更高的优先级。因此，同一电力元件在构建仿真模型时，位置信息数值较小的往往越先被用于构建仿真模型。例如，在确定负荷时，遍历终端中所有未被用于旧厂站模型的负荷，按照这些未被占用的负荷的位置信息，优先推荐位置信息数值较小的负荷。

获取了位置信息和电力参数的各类电力元件，就该类电力元件而言，是获取了该类电力元件中位置信息数值最小的一个，作为后续构建厂站的电力元件。在构建厂站时，各类电力元件有可能用到多个，此时，将各类电力元件中位置信息数值较小的多个，作为后续构建厂站的电力元件。

步骤206，根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统。其中，预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

其中，在获取到能与第一母线连接的各类电力元件的位置信息和电力参数时，可以根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，具体构建过程不作限定。电磁暂态模型每完成建模得到一个仿真厂站时，可以研究电力系统中的行波特性、高次谐波、高速电力电子开关特性和直流系统动态过程等、以及更加准确地模拟电力系统的动态行为，从而该第一新仿真厂站可以用于指导构建实际工程中的电力系统。

上述基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法中，在终端的电磁暂态模型中查找第一母线，当该第一母线不在电磁暂态模型中存储的旧仿真厂站中时，即该第一母线可以用于构建第一新仿真厂站。在确定好该第一母线之后，终端要基于预设的连接规则在电磁暂态模型中，查找与第一母线相连的其他各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数。之后根据各类电力元件的位置信息和电力参数，可以构建成一个第一新仿真厂站。无论大小规模的电力系统，本申请通过预设的连接规则对各个电力元件的位置信息做好统一布局，使各类电力元件在构建第一新仿真厂站的过程中，能够自动地按一定顺序规则进行架构，无需人工手动搭建电磁暂态模型，因而能提高仿真模型搭建准确性。由于第一新仿真厂站用于指示构建实际的电力系统，因此，本申请能提高实际电力系统搭建时的准确性。

在一个实施例中，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数，包括：根据预设的连接规则，依次查找能与所述第一母线连接的负荷、线路、发电机和变压器，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数。其中，所述电力元件包括与所述第一母线连接的各类电力元件，各类所述电力元件包括负荷、线路、发电机和变压器。

其中，预设的连接规则是指在搭建仿真厂站时，各类电力元件(类别)与母线连接的先后顺序，它预先存储在终端，使后续的厂站搭建都依靠此标准。在本实施例中，预设的连接规则为负荷>线路>发电机>变压器，即按元件类别，各类电力元件与母线连接的优先级从高到低分别是负荷、线路、发电机和变压器。在一个实施例中，根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建第一新仿真厂站，包括：依据预设的连接规则，依次将负荷、线路、发电机和变压器连接于第一母线上，得到第一新仿真厂站，第一新仿真厂站的各类电力元件均有对应的电力参数。

本实施例中，通过根据预设的连接规则，依次查找能与第一母线连接的负荷、线路、发电机和变压器，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数，从而可以构建第一新仿真厂站。

在一个实施例中，如图5所示，基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法，包括步骤502-步骤520，其中：

步骤502，基于电磁暂态模型查找第一母线，第一母线为各类电力元件中的一种。

当第一母线未存在于旧仿真厂站时，执行步骤504，查找第一母线上是否连接有负荷。

当第一母线上连接有负荷时，执行步骤506，获取负荷的电力参数和负荷的位置信息。当第一母线上未连接有负荷时，执行步骤508，查找第一母线上是否连接有线路。当第一母线上连接有线路时，执行步骤510，获取线路的位置信息，并校验线路的一端是否在旧仿真厂站中生成。当第一母线上未连接有线路时，执行步骤512，查找第一母线上是否连接有发电机。在执行完步骤512之后，当第一母线上连接有发电机时，执行步骤514，获取发电机的电力参数和发电机的位置信息。当第一母线上未连接有发电机时，执行步骤516，查找第一母线上是否连接有变压器。当第一母线上连接有变压器时，执行步骤518，获取变压器的电力参数和变压器的位置信息。当第一母线上未连接有变压器时，步骤S520，得到第一新仿真厂站。

其中，变压器包括双卷变和三卷变形式，双卷变和三卷变的拓扑结构如图6示，A、B、C三相合在一起，称之为变压器的一个“卷”，就是高压侧一个卷，中压侧一个卷，低压侧一个卷；二卷变压器就是有高压和低压二个电压等级的变压器，三卷变压器就是有高压、中压、低压三个电压等级的变压器。

如果变压器(第一母线上的)还与另一母线连接，则将变压器另一侧母线作为第二层，按照步骤502-518分别搜索第二层母线(简称第二母线)的负荷、线路、发电机和变压器元件，直到所有电力元件搜索完毕。第二母线可能还会搜索出双卷变，则需要对第三层进行元件搜索，但对于一般电力系统，该双卷变是发电机升压变。写入所有元件的文本信息后，该厂站建模完成。

其中，各类电力元件包括母线、负荷、发电机和变压器，因此，各类电力元件的电力参数包括负荷的电力参数、发电机的电力参数和变压器的电力参数，此处，不讨论母线作为电力元件的电力参数。各类电力元件的位置信息报负荷的位置信息、发电机的位置信息和变压器的位置信息，此处，不讨论母线作为电力元件的位置信息。

本实施例中，通过在图形化界面上将转换完成的所有厂站按一定的位置摆放，即可完成一个区域的电力系统模型的搭建，为了提高可读性，可根据地理接线图确定各个厂站在系统中的位置，从而实现高效、快速和准确地完成大规模电力系统电磁暂态模型的建模。

在一个实施例中，各类电力元件的位置信息包括线路的位置信息，基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法，还包括：校验所述线路的一端是否存在于旧仿真厂站中；当所述线路的一端存在于旧仿真厂站中时，则将所述线路表示为受端，当所述线路的一端不存在于旧仿真厂站时，将所述线路表示为送端。

其中，当线路的一端存在于旧仿真厂站中时，则将线路表示为受端，受端是输入电流的一端。当线路的一端不存在于旧仿真厂站时，将线路表示为送端，送端是输出电流的一端。终端程序通过送端和受端的名称来实现自动匹配，将送端和对应的受端实现连接。不同的送端通过在名称(送端的名称即为送端)中加以编号进行区分，例如送端1、送端2、送端3等。不同的受端也是通过在名称(受端的名称即为受端)中加以编号进行区分，例如受端1、受端2、受端3等。

被表示为受端的线路，表明该线路已存在于旧仿真厂站中，从而便于后续将受端和送端分别连接的电路拓扑结构，通过受端和送端快速定位实现连接，完成大型厂站的建模。

本实施例中，通过校验线路的一端是否存在于旧仿真厂站，将存在于旧仿真厂站中的线路表示为受端，将未存在于旧仿真厂站的线路表示为送端，从而方便终端通过受端和送端快速连接，简化大型厂站的建模。

在一个实施例中，在根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站之后，还包括：基于电磁暂态模型，查找与所述变压器连接的第二母线；根据预设的连接规则查找能与所述第二母线连接的各类电力元件；当未查找到所述第二母线连接有电力元件时，确定所述第一新仿真厂站完成建模。

其中，电磁暂态模型中有大量的电力元件，包括电力元件的电力参数和拓扑结构。通常厂站可能包括一到三层母线，因此，需要继续基于电磁暂态模型查找第二母线构建二层的厂站，当包括三层母线时，需要继续基于电磁暂态模型查找第三母线构建三层的厂站。

查找第二母线，是为了构建二层的厂站，二层厂站是在一层厂站，即第一新仿真厂站的基础上进行的。因此在查找第二母线时，是基于与第一母线连接的变压器进行查找的。在查找到第二母线时，同理，根据预设的连接规则查找与第二母线连接的其他各类电力元件，此处各类电力元件包括母线、负荷、线路、发电机和变压器，其他各类电力元件是指母线以外的其他类别电力元件。

查找到第二母线时，查找第二母线连接的各类电力元件，当查找到第二母线连接有电力元件时，获取与第二母线连接的各类电力元件的位置信息和电力参数，按照预设的连接规则和各电力元件的位置信息，分别连接负荷、线路、发电机和变压器，各电力元件都有对应的电力参数，从而根据第二母线和其连接的各类电力元件可以构建成第二新仿真厂站，第二新仿真厂站即二层的厂站。此外，构建三层厂站的过程及原理同二层厂站。

本实施例中，通过基于电磁暂态模型查找与变压器连接的第二母线，根据预设的连接规则查找与第二母线连接的各类电力元件的位置信息和电力参数，构建得到第二新仿真厂站，从而可以实现二层厂站的搭建。

在一个实施例中，在基于电磁暂态模型查找第一母线之前，还包括：获取机电暂态模型中的机电暂态数据，所述机电暂态数据为各类电力元件的机电暂态数据；将各类电力元件的机电暂态数据自动转换成对应的电磁暂态数据，得到更新的电磁暂态模型。

其中，机电暂态模型位于机电暂态软件中，电磁暂态模型位于电磁暂态软件中，机电暂态软件和电磁暂态软件分别按一定的规则将元件模型及参数存储于特定文本格式的数据文件中。机电暂态模型中的机电暂态数据，和电磁暂态模型中的电磁暂态数据格式并不相同，电磁暂态模型要使用机电暂态模型的数据，需要进行转换，机电暂态数据会按照既定的格式自动生成电磁暂态数据，并将各电力元件对应的电力参数写入对应位置处，电磁暂态软件读取后，基于这些转换的电磁暂态数据得到电磁暂态模型。此外，电磁暂态软件读取数据后会自动生成图形化界面进行数据展示。

本实施例中，通过获取机电暂态数据，将机电暂态数据转换成对应的电磁暂态数据，从而得到电磁暂态模型。

在一个实施例中，在将机电暂态数据转换成电磁暂态模型之前，还需要对机电暂态模型数据进行解析，数据解析包括对线路、变压器、发电机、负荷、母线等五类元件数据解析。

其中，母线是系统中多个线路或变压器支路交汇的节点，机电暂态模型中，线路一般采用PI型等值电路，需要读取电压等级、正序参数、零序参数，线路高抗容量参数等参数，并识别线路两侧节点。线路根据电阻、电抗和电容值分成3类。

小电抗支路：电阻与电纳值为0，电抗绝对值很小（例如≤0.001）的线路，；

串补支路：电阻与电纳值为0，电抗值为负数的线路归类为串补支路，等效成电容；

普通线路：电阻值、电抗值和电纳值均不为0的线路归类为普通线路，普通线路即不作改变。

根据绕组数分类，电力系统模型中最常见的是三绕组变压器和双绕组变压器（下文简称三卷变和双卷变），需要分别归类。

（1） 双卷变

对于双卷变，需要读取包括电阻、电抗、两侧电压、两侧分接头电压等数据，还需识别两侧节点，便于下一步进行拓扑结构搜索。

（2） 三卷变

电磁暂态程序可提供三卷变元件，若机电暂态程序支持三卷变，则可以直接读取数据即可，但若出现机电暂态程序用三个双卷变表示一个三卷变的情况，如附图6所示。通过搜索3个三卷变公共处的中性点节点、中性点接线的3个双卷变以及双卷变的另一端母线来确定一个完整的三卷变的数据。对于中性点节点，除了3个双卷变，中性点节点不再连接其他支路，不归类为母线。

对于负荷，需要读取负荷值与负荷模型参数等数据，以及所连接母线。对于发电机需要读取发电机出力、机端电压、发电机组及控制器参数等数据，以及所连接母线。对机电暂态数据进行解析是整个数据转换流程中的重要工作，解析是否正确直接决定转换后得到的模型的准确率。例如对于负值电抗的线路数据卡（X<0）一般是串联补偿电容，如果不加以识别，建立一条电抗是负数的线路，则是错误的。

除了以上的对各类电力元件自身参数进行数据解析之外，还要通过搜索相邻元件来进行拓扑结构搜索。

本实施例中，通过对机电暂态数据进行解析，读取各类电力元件的电力参数，从而便于后续将机电暂态数据自动转换成电磁暂态数据。

在一个实施例中，自动转换各类电力元件，包括：当识别到所述线路为串补支路时，将所述串补支路转换成串联电容器；当识别到所述线路为小电抗支路时，将通过至少一条所述小电抗支路连接的母线，合并成一条母线。

其中，自动转换各类电力元件是为了提高电磁暂态模型的可读性，对于母线元件则需在电磁暂态模型中填入与机电暂态模型相同的名称。对于线路模型，需要分3种情况考虑：

（1）串补：串补支路则转换成串联电容器。

（2）小电抗支路：小电抗支路直接忽略，为节省资源和提高建模效率，通过一条或多条小电抗支路连接的母线，均视为一条母线，作合并处理。

（3）普通线路：电磁暂态图形化界面中，一个完整的线路模型由送端和受端两个独立部分组成，程序自动进行两端匹配，这种设置可以方便建模。因此数据转换时一端定为送端，另一端需定位受端，线路受端和线路送端如附图7所示。

本实施例中，通过对各类电力元件的机电暂态数据进行自动转换，转换成对应的电磁暂态数据，从而得到更新的电磁暂态模型。

在一个实施例中，以BPA发电机电力系统稳定器（下文用英文简称PSS，发电机三大类控制器之一，另外两种是励磁系统，调速系统）为例，说明数据转换流程，具体地：

第一步 搜索电磁暂态仿真数据中的PSS数据卡

识别SI卡，其标识为第一列为S，第二列为I，第三列为空格。

识别SI+卡，其标识为第一列为S，第二列为I，第三列为+。SI卡与SI+卡共同存在，记录PSS的数据。

第二步 识别PSS的所有参数

首先定义变量，包括发电机节点名称，发电机电压，Trw，T5，T6，T7，Kr，Trp，Tw，Tw1，Tw2，Ks，T9，T10，T12，信号输入选择，Kp，T1，T2，T13，T14，T3，T4，Vmax，Vmin，一共25个。如图8所示，为一个发电机的所有参数，其中1232 5040 0 0 29为位置信息。

按读取别数据，并且赋值于已定义的变量。例如，变量“发电机名称”赋值为“GEN__2”，变量“发电机电压”赋值为“16.5”，“TRW”赋值为0.02。

SI卡：

SI+卡：

第三步 转换为RTDS文本

RTDS是一种电磁暂态软件，现按照RTDS的格式要求填入PSS参数。其中第702行（_rtds_SISIPSS.def）为PSS元件标识，第703行（1232 5040 0 0 29）为位置信息（位于图形化界面的位置）第704行为发电机名。从第710行至第732行为PSS的参数。

编写RTDS文本的具体流程为：

（1）写入RTDS文本的PSS标识“_rtds_SISIPSS.def”这是固定不能改变的，如果改变则RTDS程序不能识别PSS以及PSS的数据。

（2）写入坐标信息“1232 5040 0 0 29”坐标信息可以修改，若修改则位置发生改变。

（3）填入变量

以704行为例，主要分为两部分，前面部分“Gen:”中为RTDS变量名称，是固定不能修改的。而后面部分则是前面读取步骤中所读取的BPA的参数值，即变量“发电机名称”的参数值“GEN__2”，因此，704行编写的语句为“Gen:GEN__2”。

其中，BPA参数名称与RTDS参数名称对应关系见下表。

应该理解的是，虽然上述实施例涉及的各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述实施例涉及的各流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，包括：第一母线查找模块、各类电力元件查找模块、第一新仿真厂站构建模块，其中：

第一母线查找模块，用于基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

各类电力元件查找模块，用于当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

第一新仿真厂站构建模块，用于根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

在一个实施例中，各类电力元件查找模块，用于根据预设的连接规则，依次查找能与所述第一母线连接的负荷、线路、发电机和变压器，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；其中，各类所述电力元件包括负荷、线路、发电机和变压器。

在一个实施例中，基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，还包括：负荷信息获取模块、线路信息获取模块、发电机信息获取模块和变压器信息获取模块，其中：

负荷信息获取模块，用于查找所述第一母线上是否连接有负荷，当所述第一母线上连接有负荷时，获取负荷的电力参数和负荷的位置信息；

线路信息获取模块，用于查找所述第一母线上是否连接有线路，当所述第一母线上连接有线路时，获取所述线路的位置信息；

发电机信息获取模块，用于查找所述第一母线上是否连接有发电机，当所述第一母线上连接有发电机时，获取所述发电机的电力参数和发电机的位置信息；

变压器信息获取模块，用于查找所述第一母线上是否连接有变压器，当所述第一母线上连接有变压器时，获取所述变压器的电力参数和变压器的位置信息。

在一个实施例中，基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，还包括：线路校验模块，用于校验所述线路的一端是否存在于旧仿真厂站中；当所述线路的一端存在于旧仿真厂站中时，则将所述线路表示为受端，当所述线路的一端不存在于旧仿真厂站时，将所述线路表示为送端。

在一个实施例中，基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，还包括：第二母线查找模块、电力元件查找模块和第二新仿真厂站构建模块，其中：

第二母线查找模块，用于基于电磁暂态模型，查找与所述变压器连接的第二母线；

电力元件查找模块，用于根据预设的连接规则查找能与所述第二母线连接的各类电力元件；

第二新仿真厂站构建模块，用于当查找到所述第二母线连接有电力元件时，获取与所述第二母线连接的各类电力元件的位置信息和电力参数，构建第二新仿真厂站。

在一个实施例中，基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，还包括：机电暂态数据获取模块和电磁暂态模型获取模块，其中：

机电暂态数据获取模块，用于获取机电暂态模型中的机电暂态数据，所述机电暂态数据为各类电力元件的机电暂态数据；

电磁暂态模型获取模块，用于将各类电力元件的机电暂态数据自动转换成对应的电磁暂态数据，得到更新的电磁暂态模型。

在一个实施例中，电磁暂态模型获取模块，还用于当识别到所述线路为串补支路时，将所述串补支路转换成串联电容器；当识别到所述线路为小电抗支路时，将通过至少一条所述小电抗支路连接的母线，合并成一条母线。

关于基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置的具体限定可以参见上文中对于基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法的限定，在此不再赘述。上述基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC（近场通信）或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的方法，其特征在于，所述方法包括：

基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；

其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数，包括：

根据预设的连接规则，依次查找能与所述第一母线连接的负荷、线路、发电机和变压器，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

其中，各类所述电力元件包括负荷、线路、发电机和变压器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，各电力元件的电力参数包括负荷的电力参数、发电机的电力参数和变压器的电力参数，各电力元件的位置信息包括负荷的位置信息、线路的位置信息、发电机的位置信息和变压器的位置信息；在基于电磁暂态模型查找第一母线之后，所述方法还包括：

查找所述第一母线上是否连接有负荷，当所述第一母线上连接有负荷时，获取负荷的电力参数和负荷的位置信息；

查找所述第一母线上是否连接有线路，当所述第一母线上连接有线路时，获取所述线路的位置信息；

查找所述第一母线上是否连接有发电机，当所述第一母线上连接有发电机时，获取所述发电机的电力参数和发电机的位置信息；

查找所述第一母线上是否连接有变压器，当所述第一母线上连接有变压器时，获取所述变压器的电力参数和变压器的位置信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，各类电力元件的位置信息包括线路的位置信息，所述方法还包括：

校验所述线路的一端是否存在于旧仿真厂站中；

当所述线路的一端存在于旧仿真厂站中时，则将所述线路表示为受端，当所述线路的一端不存在于旧仿真厂站时，将所述线路表示为送端。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站之后，还包括：

基于电磁暂态模型，查找与所述变压器连接的第二母线；

根据预设的连接规则查找能与所述第二母线连接的各类电力元件；

当查找到所述第二母线连接有电力元件时，获取与所述第二母线连接的各类电力元件的位置信息和电力参数，构建第二新仿真厂站。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于电磁暂态模型查找第一母线之前，还包括：

获取机电暂态模型中的机电暂态数据，所述机电暂态数据为各类电力元件的机电暂态数据；

将各类电力元件的机电暂态数据自动转换成对应的电磁暂态数据，得到更新的电磁暂态模型。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，自动转换各类电力元件，包括：

当识别到所述线路为串补支路时，将所述串补支路转换成串联电容器；当识别到所述线路为小电抗支路时，将通过至少一条所述小电抗支路连接的母线，合并成一条母线。

8.一种基于电磁暂态模型对电力系统建模的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一母线查找模块，用于基于电磁暂态模型查找第一母线，所述第一母线为各类电力元件中的一种；

各类电力元件查找模块，用于当所述第一母线未存在于所述电磁暂态模型存储的旧仿真厂站中时，根据预设的连接规则查找能与所述第一母线连接的各类电力元件，并获取各类电力元件的位置信息和电力参数；

第一新仿真厂站构建模块，用于根据各类电力元件的位置信息和电力参数，构建成第一新仿真厂站，所述第一新仿真厂站用于指导构建实际工程中的电力系统；其中，所述预设的连接规则是基于电磁暂态模型构建一个厂站时，第一母线和各类电力元件之间的连接规则。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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