專利名稱：電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真(RTDS)建模技術，特別是涉及電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法和系統(tǒng)。
背景技術：
RTDS (Real-Time Digital Simulator)是目前我國電力科研和工程領域應用最廣的實時數(shù)字仿真工具，隨著柔性直流輸電、靈活交流輸電等新型運行形態(tài)的普及，基于RTDS的系統(tǒng)仿真建模對元件模型也提出了越來越高的要求，RTDS標準元件模型庫(RSCAD/Master)中現(xiàn)有的元件模型已不能完全滿足系統(tǒng)建模的要求。一階低通濾波慣性元件是電力系統(tǒng)仿真建模最常用的元件之一，其傳遞函數(shù)為H(S) = G/(1+Ts)，在RTDS標準元件模型庫有該元件模型，但在用于交流濾波建模時存在一個問題:模型需設置兩個參數(shù)T和G，這兩個參數(shù)如何設置才能夠在濾去輸入量高次諧波的同時保證輸出量基頻幅值不變且基頻相位延遲角作為已知輸出量？

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對現(xiàn)有技術在對一階低通濾波慣性元件進行建模時，兩個參數(shù)不能具有關聯(lián)性的技術問題，提供一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法和系統(tǒng)。一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾 波元件的建模方法，包括:獲取慣性時間常數(shù)T ;根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值|H(jco) I = I ；根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模型 H(S) =G/(1+Ts)。在其中一個實施例中，所述基頻增益參數(shù)G根據(jù)G= Sqrt(l+T2 2)得到。在其中一個實施例中，還包括:根據(jù)慣性時間常數(shù)T，得到H(jco)的基頻相位延遲量。在其中一個實施例中,所述基頻相位延遲量ang根據(jù)ang = arctan (Τω)得到。一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)，包括:慣性時間常數(shù)獲取模塊，用于獲取慣性時間常數(shù)T ；基頻增益參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值|H(j ) I = I ；傳遞函數(shù)模型獲取模塊，用于根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模型H(S) = G/(1+Ts)。在其中一個實施例中，所述基頻增益參數(shù)獲取模塊中，所述基頻增益參數(shù)G根據(jù)G=sqrt (1+Τ2 ω2)得到。
在其中一個實施例中，還包括:基頻相位延遲量獲取模塊，用于根據(jù)慣性時間常數(shù)T,得到H(j ω)的基頻相位延遲量。在其中一個實施例中,所述基頻相位延遲量獲取模塊中,所述基頻相位延遲量ang根據(jù) ang = arctan (Τω)得到。上述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法和系統(tǒng)，對低通濾波元件模型的兩個參數(shù)，通過傳遞函數(shù)基頻模值為I進行限定，使得調(diào)整其中的一個參數(shù)，另一個參數(shù)也會自動生成，無需人為設定，提高了 RTDS建模效率，并避免產(chǎn)生人為失誤。


圖1為本發(fā)明的一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法的工作流程圖；圖2為本發(fā)明一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)的模塊結構圖；圖3為本發(fā)明一個例子的原理示意圖；圖4為本發(fā)明一個例子的界面示意圖；圖5為本發(fā)明一個例子的結果示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖1所示 為本發(fā)明的一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法的工作流程圖，包括:步驟SlOl，獲取慣性時間常數(shù)T ；步驟S102，根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值|H(jco) I = I ；步驟S103，根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模型H(S) =G/(1+Ts)。其中，步驟S102中，計算基頻增益參數(shù)G的方法，本領域普通技術人員在閱讀本專利后可以提出具體的計算方式。在其中一個實施例中，所示步驟S102中的基頻增益參數(shù)G根據(jù) G = sqrt(l+T2co2)得到。在其中一個實施例中，還包括:根據(jù)慣性時間常數(shù)T，得到H(jco)的基頻相位延遲量。其中，計算基頻相位延遲量的方法，本領域普通技術人員在閱讀本專利后可以提出具體的計算方式。在其中一個實施例中，所述基頻相位延遲量ang根據(jù)ang =arctan (Τ ω)得到。如圖2所示為本發(fā)明一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)的模塊結構圖，包括:慣性時間常數(shù)獲取模塊201，用于獲取慣性時間常數(shù)T ；基頻增益參數(shù)獲取模塊202，用于根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值|H(j ) I = I ；
傳遞函數(shù)模型獲取模塊203，用于根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模型H(S) = G/(1+Ts)。在其中一個實施例中，所述基頻增益參數(shù)獲取模塊202中，所述基頻增益參數(shù)G根據(jù) G = sqrt (1+Τ2 ω2)得到。在其中一個實施例中，還包括:基頻相位延遲量獲取模塊204，用于根據(jù)慣性時間常數(shù)Τ，得到H(jco)的基頻相位延遲量。在其中一個實施例中，所述基頻相位延遲量獲取模塊204中，所述基頻相位延遲量 ang 根據(jù) ang = arctan (Τ ω)得到。作為一個例子，如附圖3所示，按照本發(fā)明的技術方案在電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真(RTDS)上從RSCAD/Ulib用戶元件庫中調(diào)出本元件模型至RSCAD/DRAFT圖形建模界面，該模型的input端接入含有高次諧波的輸入信號即參數(shù)T、0utput端輸出濾波后的實時信號，而ang端為基頻相位延遲角。傳遞函數(shù)模型的輸入/輸出接口、模型參數(shù)設置等人機交互界面是基于RSCAD/CBuilder采用自定義編程技術開發(fā)的，其風格與RTDS標準元件模型庫(RSCAD/Master)完全相同。如 圖4所示，在模型參數(shù)設置對話框中設置基波頻率(例如50Hz)和時間常數(shù)(例如0.004秒)，并且將相位延遲角ang輸出使能置于“YES”。在元件模型的input端輸入一個含高次諧波的電壓信號，運行RSCAD/RUNHME進行RTDS仿真實驗,記錄output波形并與input波形比較,結果如圖5所示，由圖可見:傳遞函數(shù)的基頻模值為1，而基頻相位延遲角為0.898637弧度，對應于約0.00286秒的延時。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法，其特征在于，包括: 獲取慣性時間常數(shù)T ； 根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值 |H(j ω) I = I ; 根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模型 H(S) = G/(1+Ts)。
2.根據(jù)權利要求1所述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法，其特征在于，所述基頻增益參數(shù)G根據(jù)G = sqrt(l+T2 2)得到。
3.根據(jù)權利要求1所述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法，其特征在于，還包括:根據(jù)慣性時間常數(shù)T，得到H(jco)的基頻相位延遲量。
4.根據(jù)權利要求3所述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法，其特征在于，所述基頻相位延遲量ang根據(jù)ang = arc tan (Τ ω)得到。
5.一種電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)，其特征在于，包括: 慣性時間常數(shù)獲取模塊，用于獲取慣性時間常數(shù)T ； 基頻增益參數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值|H(jco) I = I ； 傳遞函數(shù)模型獲取模塊，用于根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模 型H(S) = G/(1+Ts)。
6.根據(jù)權利要求5所述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)，其特征在于，所述基頻增益參數(shù)獲取模塊中，所述基頻增益參數(shù)G根據(jù)G= sqrt(l+T2co2)得到。
7.根據(jù)權利要求5所述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)，其特征在于，還包括:基頻相位延遲量獲取模塊，用于根據(jù)慣性時間常數(shù)T，得到H(jco)的基頻相位延遲量。
8.根據(jù)權利要求7所述的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模系統(tǒng)，其特征在于，所述基頻相位延遲量獲取模塊中，所述基頻相位延遲量ang根據(jù)ang = arctan (Τ ω)得到。
全文摘要
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真(RTDS)建模技術，特別是涉及電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法和系統(tǒng)，方法包括獲取慣性時間常數(shù)T；根據(jù)慣性時間常數(shù)T計算基頻增益參數(shù)G，使得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)基頻模值|H(jω)|＝1；根據(jù)所述慣性時間常數(shù)T和基頻增益參數(shù)G，獲得所述低通濾波元件模型的傳遞函數(shù)模型H(s)＝G/(1+Ts)。本發(fā)明的電力系統(tǒng)實時數(shù)字仿真中低通濾波元件的建模方法和系統(tǒng)，對低通濾波元件模型的兩個參數(shù)，通過傳遞函數(shù)基頻模值為1進行限定，使得調(diào)整其中的一個參數(shù)，另一個參數(shù)也會自動生成，無需人為設定，提高了RTDS建模效率，并避免產(chǎn)生人為失誤。
文檔編號G06F17/50GK103246780SQ20131018517
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權日2013年5月17日
發(fā)明者胡玉嵐, 王奕, 錢珞江, 梅竟成, 梅成林, 李田剛, 安然然, 羅航, 張健, 張遠, 楊汾艷, 徐柏榆, 翁洪杰, 盛超, 陳曉科, 孫聞, 陳銳, 馬明, 張俊峰, 王曉毛 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院, 武漢大學