專利名稱：：一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分布式仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：—種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分布式仿真方法屬于電力系統(tǒng)分布式仿真
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地說，是涉及到一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分布式仿真的算法。
背景技術(shù)：
：我國區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)正在不斷加強(qiáng)，為了保持互聯(lián)大系統(tǒng)安全高效運(yùn)行，有必要對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行一體化和無簡化的仿真分析。分布式暫穩(wěn)仿真可有效整合各類異構(gòu)計(jì)算資源，并在保持區(qū)域調(diào)度中心計(jì)算獨(dú)立性的同時(shí)獲得全網(wǎng)一致收斂的仿真結(jié)果，是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)一體化仿真分析的有效途徑。目前，關(guān)于分布式暫穩(wěn)仿真的研究主要集中在以下幾個(gè)方面1、分解協(xié)調(diào)算法和模型的研究；2、通信方式和通信效率的研究；3、提高仿真效率的加速方法的研究；4、分布式暫穩(wěn)仿真評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究；5、分布式暫穩(wěn)仿真魯棒性的研究?？偟膩碚f，已有學(xué)者初步探討出幾條可行的分布式暫穩(wěn)仿真技術(shù)路線，并采用一些有效的加速方法來調(diào)高仿真效率。然而，目前存在的最大的困難在于仿真過程中的通信時(shí)間過長。這是因?yàn)檎{(diào)度中心間分布式暫穩(wěn)仿真需要在廣域電力通信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行，該網(wǎng)絡(luò)帶寬有限(一般為2Mbps)，且通信延時(shí)較高(一般為幾十到一百多毫秒)，而分布式暫穩(wěn)仿真所需通信次數(shù)往往較多，這必然導(dǎo)致仿真效率偏低。因此，在保證算法正確性的基礎(chǔ)，研究如何減少仿真所需通信次數(shù)，是分布式暫穩(wěn)仿真算法研究的難點(diǎn)所在。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的特征在于，在保留數(shù)據(jù)接口簡單、通信量小等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，大幅提高了協(xié)調(diào)計(jì)算過程的收斂速度，使其達(dá)到超線性，因此仿真所需通信次數(shù)較少，即使在高延時(shí)廣域通信網(wǎng)絡(luò)中亦可獲得較高仿真效率。同時(shí)，本算法含有基于節(jié)點(diǎn)撕裂方法的分區(qū)方法和基于邊界攝動(dòng)的Jacobi逆矩陣生成方法。節(jié)點(diǎn)撕裂分區(qū)方法可以使協(xié)調(diào)方程的變量維數(shù)降為基于聯(lián)絡(luò)線的分區(qū)方法的一半，從而提高仿真效率；而邊界攝動(dòng)法可以獲得較為準(zhǔn)確的初始Jacobi逆矩陣，從而減少了迭代次數(shù)。本發(fā)明所述的分布式暫穩(wěn)仿真算法依次含有以下步驟步驟(1)初始化步驟(1.1)采用節(jié)點(diǎn)撕裂方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分區(qū)。以圖l所示的兩分區(qū)電力系統(tǒng)為例，Sp&為兩個(gè)區(qū)域電網(wǎng)(以下稱子分區(qū)，其計(jì)算服務(wù)簡稱分區(qū)服務(wù))，Se是由邊界節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的上級(jí)電網(wǎng)(以下稱協(xié)調(diào)側(cè)，其計(jì)算服務(wù)簡稱協(xié)調(diào)服務(wù))，Sun、S^為兩個(gè)子分區(qū)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，B為邊界節(jié)點(diǎn)集合，BpB^Bs是同一邊界節(jié)點(diǎn)在分區(qū)1、分區(qū)2和協(xié)調(diào)側(cè)的表示，》是子分區(qū)的邊界節(jié)點(diǎn)在協(xié)調(diào)側(cè)對(duì)應(yīng)的虛擬節(jié)點(diǎn)，i表示子分區(qū)序號(hào)?；谶@種分區(qū)方式，邊界節(jié)點(diǎn)滿<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式(1)中，u、0為邊界節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，P、Q為邊界節(jié)點(diǎn)的注入有功和無功。步驟(1．2)設(shè)定仿真始末時(shí)間和仿真步長。以t。表示仿真起始時(shí)刻，t。表示仿真結(jié)束時(shí)刻，h表示仿真步長。t。通常取0s，t。根據(jù)仿真需要選擇，一股取5s～80s，h通常取0．0ls～0．02s。步驟(1．3)設(shè)定同時(shí)協(xié)調(diào)的多時(shí)步數(shù)目。以m表示同時(shí)協(xié)調(diào)的多時(shí)步數(shù)目(以下簡稱多時(shí)步數(shù))，m根據(jù)仿真需要靈活選取。多時(shí)步數(shù)是對(duì)常規(guī)逐步仿真模式的重大改進(jìn)，能夠一次性的完成m個(gè)時(shí)步的仿真，從而提高仿真效率。步驟(1_4)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)故障信息。根據(jù)仿真的需要選擇網(wǎng)絡(luò)故障，用于仿真的故障需具備典型性。步驟(2)設(shè)置當(dāng)前的仿真時(shí)刻，并生成對(duì)應(yīng)的仿真時(shí)段信息。時(shí)段是與多時(shí)步數(shù)對(duì)應(yīng)的概念，常規(guī)的逐步仿真模式下，每個(gè)時(shí)段的長度為一個(gè)時(shí)步h。而在多時(shí)步模式下，每個(gè)時(shí)段含有m個(gè)時(shí)步。用參數(shù)k表示當(dāng)前仿真的時(shí)段序號(hào)，第一個(gè)時(shí)段k取l。對(duì)于第k個(gè)時(shí)段，其始末時(shí)間表示為[t。，t。+m·h]。步驟(3)采用邊界攝動(dòng)法獲得初始Jacobi逆矩陣。電力系統(tǒng)暫穩(wěn)仿真本質(zhì)上是求解一組微分代數(shù)方程艇剖(2)在分布式暫穩(wěn)仿真過程中，各子分區(qū)獨(dú)立進(jìn)行本分區(qū)的暫穩(wěn)仿真，協(xié)調(diào)側(cè)則負(fù)責(zé)各分區(qū)邊界信息的匹配。如果每一時(shí)步，各子分區(qū)內(nèi)部動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)潮流達(dá)到平衡，且邊界節(jié)點(diǎn)滿足式(3)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>則可判定全網(wǎng)動(dòng)態(tài)潮流一致收斂。從協(xié)調(diào)側(cè)看，分布式暫穩(wěn)仿真過程中，邊界節(jié)點(diǎn)的電壓和注入功率差可表示為隱函數(shù)方程即邊界協(xié)調(diào)方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式(4)中u、△P、△Q分別表示邊界節(jié)點(diǎn)電壓向量、注入有功功率差、注入無功功率差，下標(biāo)k表示當(dāng)前仿真時(shí)段。對(duì)式(4)進(jìn)行迭代求解即可完成第k個(gè)時(shí)段的仿真計(jì)算。初始Jacohi逆矩陣對(duì)式(4)的求解效率影響重大，因此需要采用有效的技術(shù)手段獲得。邊界攝動(dòng)法能夠保持分布式仿真通信接口簡單，傳送數(shù)量量少的優(yōu)點(diǎn)，并能獲得足夠精確的初始Jacobi逆矩陣。其實(shí)施流程見步驟(3．1)～(3．4)步驟(3．1)將非線性方程F(u)一b在u。做線性化，得到Ju。一b。其中，u。表示電壓初值，J是U=U。處的Jacobi矩陣，b是F(U)的函數(shù)值c步驟(3.2)將U。的每一維分別加上一個(gè)微小量e=U02，"b丄，b2，'A]1,[U01，U02+e，…，bn，即'，U。n]T，…，[Um，U。2，…，U。n+eK10—4，得到n個(gè)向?qū)⑦@些向』仏步驟(3.3)將JU。=b式(5)逐列相減，得到:eJI=[b「bb2-b...bn-b](6)其中，I是與J同階的單位矩陣。從式(6)可解出Jacobi逆矩陣J—、下文用A來表示J—、式(5)是邊界攝動(dòng)法的基本原理，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)只要向需要攝動(dòng)的分區(qū)傳遞攝動(dòng)信息即可，邊界節(jié)點(diǎn)電壓無變化的分區(qū)無需傳遞；發(fā)往同一分區(qū)的多組邊界量信息彼此無耦合關(guān)系，因此可以一次性打包發(fā)送以減少通信開銷。攝動(dòng)向量只含邊界節(jié)點(diǎn)信息，數(shù)據(jù)量很小，因此邊界攝動(dòng)環(huán)節(jié)對(duì)分布式暫穩(wěn)仿真耗時(shí)影響甚微。步驟(4)預(yù)估邊界節(jié)點(diǎn)電壓值。當(dāng)開始一個(gè)新時(shí)段的第一次仿真計(jì)算時(shí)，如果有3組以上的歷史數(shù)據(jù)(當(dāng)前仿真時(shí)步之前的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值)，則采用式(7)所示的二次外推方法獲得邊界節(jié)點(diǎn)電壓預(yù)估值，可以使仿真效率大為提高；如果歷史數(shù)據(jù)不足則采用上一時(shí)步電壓值作為本時(shí)步的預(yù)估值。L=f2^10.1.200.51.51.0c-2c—1J=1,2，其中，U。—2，U?！?U。分別是第c-2，c-l，c時(shí)步的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值，t表示預(yù)估的時(shí)步序號(hào)。在多時(shí)步情況下，分別預(yù)估當(dāng)前時(shí)刻往后順延的第1m個(gè)時(shí)步的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值，并將其組合成列向量，即為多時(shí)步情況下的邊界節(jié)點(diǎn)電壓預(yù)估值。步驟(5)采用逆Broyden擬牛頓法計(jì)算邊界節(jié)點(diǎn)電壓的修正量，并更新Jacobi逆矩陣。步驟(5.1)已知Ak，協(xié)調(diào)服務(wù)向分區(qū)服務(wù)發(fā)送邊界節(jié)點(diǎn)電壓Uk，并從分區(qū)服務(wù)獲得邊界節(jié)點(diǎn)注入功率，經(jīng)計(jì)算得到本時(shí)段本次協(xié)調(diào)計(jì)算的偏差向量F(Uk)=[AP，AQ]T;步驟(5.2)利用U'k=Uk_AkF(Uk)計(jì)算U'k，U'k是修正后的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值；步驟(5.3)協(xié)調(diào)側(cè)向分區(qū)發(fā)送U'k并獲得分區(qū)反饋的F(U'》，從而得到81;=U'k-Uk，yk=F(U'k)-F(Uk);步驟(5.4)利用<=4+"—4力<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>-更新A'k，并令新的Uk二U'k，Ak<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>步驟(6)判斷本時(shí)段仿真是否結(jié)束判斷是否滿足收斂條件F(ig<10、如果收斂則轉(zhuǎn)步驟(7)，如果不收斂則返回步驟(5)，并令k=k+l;步驟(7)判斷全部仿真是否結(jié)束。判斷是否滿足仿真結(jié)束條件，如果ti>te則仿真結(jié)束，輸出相關(guān)信息；反之，返回歩驟(2)，更新時(shí)間信息ti=ti+(m+l)Xh，并令k二1。圖l節(jié)點(diǎn)撕裂分區(qū)方法圖2分解協(xié)調(diào)流程圖圖3東北_華北_華中聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中協(xié)調(diào)算法的收斂速度圖4高速局域網(wǎng)絡(luò)中算法的加速比圖5廣域通信網(wǎng)絡(luò)中(40ms延時(shí))算法的加速比具體實(shí)施例方式以東北-華北-華中聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(簡稱NNN系統(tǒng))為例說明專利說明書中敘述的算法。該系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)為表1測試系統(tǒng)參數(shù)測試系節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)分區(qū)聯(lián)絡(luò)線仿真時(shí)積分步總時(shí)統(tǒng)數(shù)數(shù)數(shù)數(shù)間長歩麗5422630325s0.01s500仿真平臺(tái)的先關(guān)參數(shù)為表2仿真平臺(tái)參數(shù)服務(wù)器名分區(qū)仿真服務(wù)協(xié)調(diào)仿真服務(wù)器口監(jiān)控服務(wù)器交互服務(wù)器稱器操作系統(tǒng)CentOS5.1FreeBSD4WindowsXPWindowsXPIntelXeonIntelXeonIntelXeonCPUIntelQ66005410*25110*25110*2基于表1和表2的測試系統(tǒng)和仿真平臺(tái)進(jìn)行分布式暫穩(wěn)仿真，具體實(shí)施步驟如下步驟(1)初始化步驟(1.1)采用節(jié)點(diǎn)撕裂方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分區(qū)。按照地理分布情況將NNN系統(tǒng)分為三個(gè)分區(qū)，分別是東北電網(wǎng)、華北電網(wǎng)和華中電網(wǎng)。步驟(1.2)設(shè)定仿真開始時(shí)刻時(shí)間、為0s，結(jié)束時(shí)刻^為5s和仿真步長h為0.Ols。步驟(1.3)設(shè)定同時(shí)協(xié)調(diào)的多時(shí)步數(shù)目m為20。步驟(1.4)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)故障信息為華中分區(qū)"湘民豐500"母線三相接地，故障持續(xù)時(shí)間Os到0.09s。步驟(2)設(shè)置當(dāng)前的仿真時(shí)刻tk(^=O)，并生成對(duì)應(yīng)的仿真時(shí)段信息[tk，tk+0.2]。步驟(3)采用邊界攝動(dòng)法獲得初始Jacobi逆矩陣。步驟(3.1)初始電壓<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>步驟(3.2)將U。的每一維分別加上一個(gè)微小量e=10—4，得到4個(gè)向量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>將這些向得到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>步驟(3.3)應(yīng)用式(5)、(6)可以解出Jacobi逆矩陣:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>步驟(4)預(yù)估邊界節(jié)點(diǎn)電壓值。采用式(7)所示的二次外推方法獲得邊界節(jié)點(diǎn)電壓預(yù)估值。第一個(gè)時(shí)步無歷史數(shù)據(jù)可用，因此將初值作為預(yù)估值。另外，故障期間系統(tǒng)波動(dòng)劇烈，因此采用單時(shí)步積分，多時(shí)步積分在故障清除后啟動(dòng)。步驟(5)協(xié)調(diào)服務(wù)向分區(qū)服務(wù)發(fā)送邊界節(jié)點(diǎn)電壓仏=U。=T，分區(qū)服務(wù)計(jì)算出界節(jié)點(diǎn)注入功率，并將之返還給協(xié)調(diào)服務(wù)。協(xié)調(diào)服務(wù)對(duì)節(jié)點(diǎn)注入功率求代數(shù)和，由式(4)得到偏差向量F(U》=[538145X10—50.110372.45441X10—50.13446]T;采用逆Broyden擬牛頓法計(jì)算邊界節(jié)點(diǎn)電壓的修正量AU=[6.7605X10—68.7260X10—41.5223X10—51.2450X10—3]T，并更新Jacobi逆矩陣:8.8836xl068.7583xl0—57.9405xl(T43.7251xl(T5_j9.1113xl0-58.7945xl0-32.7433xl(T57.0616xl0扁4」=。-8.1072x10-4-3.7600xl0-58.7011xl(T38.6637xl(T5-2.8001xl0-5-7.1340x1(T48.9147xl(T58.7087xl03步驟(6)判斷本時(shí)段仿真是否結(jié)束。因?yàn)镕(U,)〉10—4，本時(shí)段尚未收斂，因此返回歩驟(5)，并令k二k+l，直到本時(shí)段收斂；步驟(7)判斷全部仿真是否結(jié)束。不斷增加時(shí)段號(hào)，直到所有時(shí)段的仿真全部完成。執(zhí)行步驟(1)步驟(8)即完成多時(shí)歩數(shù)為20的一次暫態(tài)穩(wěn)定仿真。為了比較多時(shí)步對(duì)收斂速度、仿真效率的影響，特將m由1到20逐步增加，其邊界方程求解次數(shù)、高速局域網(wǎng)的加速比情況和40ms延時(shí)的廣域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的加速比情況見圖3、圖4和圖5。其中加速比定義為待仿真的動(dòng)態(tài)過程的時(shí)間(本算例為5s)與實(shí)際仿真耗時(shí)的比值。權(quán)利要求一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分布式仿真方法，其特征在于，所述方法是在計(jì)算機(jī)中依次按以下步驟進(jìn)行的步驟(1).初始化步驟(1.1).采用節(jié)點(diǎn)撕裂方法進(jìn)行電力網(wǎng)絡(luò)的分區(qū)；設(shè)定S1、S2為兩個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，簡稱子分區(qū)，所提供的計(jì)算服務(wù)稱為分區(qū)服務(wù)，SB是由邊界節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的上級(jí)電網(wǎng)，簡稱協(xié)調(diào)側(cè)，所提供的計(jì)算服務(wù)簡稱協(xié)調(diào)服務(wù)，S1In、S2In為所述的兩個(gè)子分區(qū)的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)，B為邊界節(jié)點(diǎn)集合，B1、B2、B3是同一邊界節(jié)點(diǎn)在分區(qū)1、分區(qū)2和協(xié)調(diào)側(cè)的表示，是子分區(qū)的邊界節(jié)點(diǎn)在協(xié)調(diào)側(cè)對(duì)應(yīng)的虛擬節(jié)點(diǎn)，i表示子分區(qū)序號(hào)，所述的邊界節(jié)點(diǎn)滿足以下方程<mrow><mfencedopen='{'close=''><mtable><mtr><mtd><msub><mi>u</mi><mi>Bi</mi></msub><mo>∠</mo><msub><mi>θ</mi><mi>Bi</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>u</mi><mrow><mover><mi>B</mi><mo>~</mo></mover><mi>i</mi></mrow></msub><mo>∠</mo><msub><mi>θ</mi><mrow><mover><mi>B</mi><mo>~</mo></mover><mi>i</mi></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mi>Bi</mi></msub><mo>+</mo><mi>j</mi><msub><mi>Q</mi><mi>Bi</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mover><mi>B</mi><mo>~</mo></mover><mi>i</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mi>j</mi><msub><mi>Q</mi><mrow><mover><mi>B</mi><mo>~</mo></mover><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn></mrow>u、θ分別是所述邊界節(jié)點(diǎn)的電壓幅值和相角，P、Q分別是所述邊界節(jié)點(diǎn)的注入有功和無功；步驟(1.2).設(shè)定仿真始末時(shí)間和仿真步長ts表示仿真起始時(shí)刻，ts＝0s，te表示仿真結(jié)束時(shí)刻，te＝5s～80s，h表示單時(shí)步的仿真步長，h＝0.01s～0.02s，在多時(shí)步情況下每個(gè)仿真時(shí)段包含多個(gè)h；步驟(1.3).設(shè)定同時(shí)協(xié)調(diào)的多時(shí)步數(shù)目m表示同時(shí)協(xié)調(diào)的多時(shí)步數(shù)目，簡稱多時(shí)步數(shù)，采用多時(shí)步同時(shí)協(xié)調(diào)能夠一次性完成m個(gè)時(shí)步的仿真；步驟(1.4).根據(jù)仿真的需要選擇網(wǎng)絡(luò)故障，設(shè)定網(wǎng)絡(luò)故障信息；步驟(2).設(shè)定當(dāng)前的仿真時(shí)刻，并生成對(duì)應(yīng)的仿真時(shí)段信息時(shí)段信息表示每個(gè)時(shí)段內(nèi)含有的m個(gè)時(shí)步，當(dāng)前仿真的時(shí)段的序號(hào)用參數(shù)k表示，k＝1表示第一個(gè)時(shí)段，時(shí)段的始末時(shí)刻表示為[tk，tk+m·h]；步驟(3).采用邊界攝動(dòng)法獲得初始Jacobi逆矩陣，其步驟如下步驟(3.1).當(dāng)前仿真時(shí)段k的邊界協(xié)調(diào)方程為<mrow><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>U</mi><mi>k</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>ΔP</mi><mi>k</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mi>Δ</mi><msub><mi>Q</mi><mi>k</mi></msub><mi></mi></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>B</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>B</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>B</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>B</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow>其中U、ΔP、ΔQ分別表示邊界節(jié)點(diǎn)的電壓向量、注入有功功率差、注入無功功率差；步驟(3.2).在電壓向量的初值為U0時(shí)，得到線性方程為JU0＝b其中U0表示電壓初值，J是U＝U0處的Jacobi矩陣，b是F(U)的函數(shù)值；步驟(3.3).通過電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向邊界節(jié)點(diǎn)電壓有變化的分區(qū)傳送攝動(dòng)信息，把電壓向量U0的每一維分別逐次加上一個(gè)微小量e＝10-4，得到幾個(gè)向量，表示如下[U01+e，U02，…，U0n]T，[U01，U02+e，…，U0n]T，…，[U01，U02，…，U0n+e]T，并代入F(U)，得到n為電壓向量U的維數(shù)；步驟(3.4).將JU0＝b與步驟(3.3)的方程逐列相減，得到e·J·I＝[b1-bb2-b…bn-b]I是與J同階的單位矩陣，從式到Jacobi逆矩陣J1，用A表示；步驟(4).預(yù)估邊界節(jié)點(diǎn)電壓值當(dāng)開始一個(gè)新時(shí)段的第一次仿真計(jì)算時(shí)，若存在三組以上的歷史數(shù)據(jù)，指的是當(dāng)前仿真時(shí)步之前的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值，則按下式所示的二次外推以獲得邊界節(jié)點(diǎn)電壓預(yù)估值<mrow><msub><mi>U</mi><mrow><mi>c</mi><mo>+</mo><mi>i</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msup><mi>t</mi><mn>2</mn></msup></mtd><mtd><mi>t</mi></mtd><mtd><mn>1</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>·</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><mn>0.5</mn></mtd><mtd><mo>-</mo><mn>1</mn></mtd><mtd><mn>0.5</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0.5</mn></mtd><mtd><mo>-</mo><mn>2</mn></mtd><mtd><mn>1.5</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>0</mn></mtd><mtd><mn>1.0</mn></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>·</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>c</mi><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mrow><mi>c</mi><mo>-</mo><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>U</mi><mi>c</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1,2</mn><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><mi>m</mi></mrow>Uc-2，Uc-1，Uc分別是第c-2，c-1，c時(shí)步的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值，t表示預(yù)估的時(shí)步序號(hào)；步驟(5).采用逆Broyden擬牛頓法計(jì)算邊界節(jié)點(diǎn)電壓的修正量，并更新Jacobi逆矩陣步驟(5.1).協(xié)調(diào)側(cè)向各分區(qū)發(fā)送邊界節(jié)點(diǎn)電壓信息，并接收各分區(qū)返回的邊界節(jié)點(diǎn)注入功率信息協(xié)調(diào)服務(wù)向各分區(qū)服務(wù)發(fā)送邊界節(jié)點(diǎn)電壓Uk，各分區(qū)服務(wù)計(jì)算邊界節(jié)點(diǎn)注入功率，并返回協(xié)調(diào)服務(wù)，所述協(xié)調(diào)服務(wù)按下式計(jì)算<mrow><mi>F</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>U</mi><mi>k</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>ΔP</mi><mi>k</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>ΔQ</mi><mi>k</mi></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>B</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>B</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>B</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>Q</mi><mrow><mi>B</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>得到偏差向量F(Uk)＝[ΔP，ΔQ]T；步驟(5.2).按下式計(jì)算修正后的邊界節(jié)點(diǎn)電壓值U′kU′k＝Uk-AkF(Uk)步驟(5.3).協(xié)調(diào)側(cè)向分區(qū)發(fā)送U′k并獲得分區(qū)反饋的F(U′k)，從而得到sk＝U′k-Uk，yk＝F(U′k)-F(Uk)；步驟(5.4).利用下式更新A‘k，并令新的Uk＝U′k，Ak＝A‘k步驟(6).判斷本時(shí)段仿真是否結(jié)束判斷是否滿足收斂條件F(Uk)＜10-4，如果收斂則轉(zhuǎn)步驟(7)，如果不收斂則返回步驟(5)，并令k＝k+1；步驟(7).判斷所有時(shí)段仿真是否結(jié)束判斷是否滿足仿真結(jié)束條件，如果ti≥te則仿真結(jié)束，輸出相關(guān)信息；反之，返回步驟(2)，更新時(shí)間信息ti＝ti+(m+1)×h，并令k＝1。F2009102354762C0000011.tif,F2009102354762C0000031.tif,F2009102354762C0000042.tif全文摘要一種電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分布式仿真方法屬于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析
技術(shù)領(lǐng)域：
，其特征在于，使用基于節(jié)點(diǎn)撕裂方法的分區(qū)方法使邊界協(xié)調(diào)方程的變量維數(shù)降至基于聯(lián)絡(luò)線的分區(qū)方法的一半，以提高仿真效率；使用邊界攝動(dòng)法得到較為準(zhǔn)確的初始Jacobi逆矩陣，以減少迭代次數(shù)；綜合采用預(yù)估下一時(shí)步邊界節(jié)點(diǎn)電壓值、多時(shí)步同時(shí)協(xié)調(diào)和動(dòng)態(tài)更新Jacobi逆矩陣的方法來加速計(jì)算進(jìn)程；使用基于逆Broyden擬牛頓法的協(xié)調(diào)算法大幅降低邊界協(xié)調(diào)方程的求解次數(shù)，從而提高了仿真的效率。該技術(shù)方案數(shù)據(jù)接口簡單，數(shù)據(jù)傳送量小，簡化了系統(tǒng)模型，具有接近牛頓法的超線性收斂速度，在廣域通信網(wǎng)絡(luò)中也可以實(shí)現(xiàn)超實(shí)時(shí)的仿真，更加便于在實(shí)際電力系統(tǒng)中應(yīng)用。文檔編號(hào)G06F17/50GK101699448SQ20091023547公開日2010年4月28日申請(qǐng)日期2009年10月26日優(yōu)先權(quán)日2009年10月26日發(fā)明者沈沉,王建,陳穎申請(qǐng)人:清華大學(xué)