專利名稱：一種基于顯式數(shù)值積分的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電カ系統(tǒng)自動化，特別涉及了ー種發(fā)電機采用ニ階模型的電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。
背景技術：
電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析是電カ系統(tǒng)分析計算中最基礎、最核心的內容之一。在線動態(tài)安全分析，安全穩(wěn)定緊急控制、預防控制，智能調度等先進技術已逐步要求在電カ系統(tǒng)中推廣應用。實現(xiàn)這些先進技術的前提條件是能夠快速、準確、可靠地對大規(guī)模電カ系統(tǒng)進行的暫態(tài)穩(wěn)定仿真計算。電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的常用方法主要有數(shù)值積分法，直接法，以及將數(shù)值積分和直接法相結合的混合分析方法。數(shù)值積分是電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算最準確、最可靠的方法。數(shù)值積分法的最大缺點是計算量大，盡管計算機速度已經(jīng)有了飛速提高，但對于大規(guī)模電カ系統(tǒng)，計算時間仍難以滿足在線動態(tài)安全分析、預防控制、緊急控制等計算的要求。電カ系統(tǒng)的暫態(tài)過程可用如下形式的微分-代數(shù)方程組描述
權利要求
1.一種基于顯式數(shù)值積分的電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法，該方法適用于發(fā)電機采用ニ 階模型時的情形，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1 輸入系統(tǒng)的原始參數(shù)和信息，進行潮流計算并計算各發(fā)電機電磁功率Pa及各發(fā)電機狀態(tài)變量功角4和角頻率礙的初值，得到初值ち(0)、4(0)和礙(0),其中 i=l,2,…がs，其中為發(fā)電機臺數(shù)；步驟2 形成描述系統(tǒng)暫態(tài)過程的微分方程和網(wǎng)絡代數(shù)方程，并進行網(wǎng)絡代數(shù)方程因子表分解；步驟3 置暫態(tài)穩(wěn)定計算初值時刻I = O，確定暫態(tài)穩(wěn)定計算采用的積分步長h，進行暫態(tài)穩(wěn)定仿真計算；步驟4 判斷是否有故障或操作發(fā)生；若無，則轉向步驟7 ；若有則執(zhí)行步驟5 ； 步驟5 依據(jù)故障或操作情況，修改網(wǎng)絡代數(shù)方程的因子表；步驟6:求解網(wǎng)絡代數(shù)方程，得到 時刻的運行變量，包括節(jié)點電壓、注入網(wǎng)絡的電流及各發(fā)電機電磁功率る ；步驟7 根據(jù)時刻的各發(fā)電機電磁功率ち 和各發(fā)電機狀態(tài)變量功角、角頻率 _ ,按如下式計算得到ょ+A時刻的各發(fā)電機功角+
2.根據(jù)權利1要求所述的基于顯式數(shù)值積分的電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法，其特征在于在狀態(tài)變量功角的計算公式中，功角5的ニ階導數(shù)用準確的解析表達式 d2Sjdt2 = ω.χ ωβ )表示；而在狀態(tài)變量角頻率螂( + Α)的計算公式中，角頻率 的ニ階導數(shù)則近似用差商表示。
3.根據(jù)權利1要求所述的基于顯式數(shù)值積分的電カ系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法，其特征在于積分運算中，每增加一次積分步長h，先進行狀態(tài)變量功角·5的計算，再求解網(wǎng)絡代數(shù)方程，然后再進行狀態(tài)變量角頻率⑦的計算。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用發(fā)電機采用二階模型，基于顯式數(shù)值積分的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。現(xiàn)有的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定數(shù)值積分方法存在計算量大，計算速度不能滿足電力系統(tǒng)在線計算要求的缺點。與已有的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定數(shù)值積分方法相比，本發(fā)明利用功角的二階導數(shù)存在解析表達式的特點，推導出了局部截斷誤差為的發(fā)電機轉子運動方程顯式二階單步積分公式，而計算量則與局部截斷誤差為的顯式歐拉法相當；本發(fā)明還利用當發(fā)電機采用二階模型描述時，求解網(wǎng)絡代數(shù)方程組只需要先求出功角的特點，每一積分步只需求解一次微分-代數(shù)方程。該發(fā)明顯著提高了基于顯式數(shù)值積分的暫態(tài)穩(wěn)定仿真計算的速度，所述方法相當于改進歐拉法的二分之一。
文檔編號H02J3/38GK102545263SQ20121001777
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權日2012年1月19日
發(fā)明者武同心, 王建全, 趙志奇 申請人:浙江大學