一種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，包括：在仿真建模過程中，對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中包含電抗器、變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，并在仿真模型中使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。
【專利說明】—種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)數(shù)字仿真技術(shù)，尤其涉及一種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)計(jì)算的典型方法是電磁暫態(tài)程序(EMTP，Electro-MagneticTransient Program)方法,該方法的基本原理是:將描述電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的微分方程組通過數(shù)值積分方法離散化為差分方程組，再進(jìn)行迭代求解。經(jīng)過EMTP方法轉(zhuǎn)化后，電力系統(tǒng)中原有的動(dòng)態(tài)元件可以完全用電阻、電流源或電阻與電流源并聯(lián)的形式表示，如圖1所示；經(jīng)過EMTP方法轉(zhuǎn)化后的電力系統(tǒng)可以在時(shí)域范圍內(nèi)采用常用的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納算法進(jìn)行描述，如公式(I)、公式(2)所示:
[0003]G V=I (I)
[0004]V=G-1I (2)
[0005]其中，G為經(jīng)過EMTP方法轉(zhuǎn)化后的電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣，G-1為轉(zhuǎn)化后電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣的逆矩陣，V為轉(zhuǎn)化后電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓列向量，I為轉(zhuǎn)化后電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)注入電流列向量。
[0006]在數(shù)字仿真過程中的每一個(gè)離散時(shí)刻點(diǎn)上，先對(duì)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G進(jìn)行求逆運(yùn)算得到G—1，再根據(jù)公式(2)求解電力系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)電壓列向量的瞬時(shí)值V，進(jìn)而計(jì)算得到原電力系統(tǒng)中各電氣量的時(shí)域仿真結(jié)果。
[0007]但是，在求解電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓列向量V的過程中，對(duì)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G進(jìn)行求逆運(yùn)算會(huì)消耗大量的時(shí)間；并且，隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模的增大，節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G的階數(shù)也隨之增大，對(duì)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G求逆運(yùn)算需要的時(shí)間會(huì)呈現(xiàn)幾何級(jí)的增長(zhǎng)。尤其是當(dāng)電力系統(tǒng)中包含高開關(guān)頻率的開關(guān)元件時(shí)，開關(guān)元件的狀態(tài)在每個(gè)仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)都可能發(fā)生變化，這時(shí)，每個(gè)仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)都需要重新合成新的節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G，并計(jì)算出相應(yīng)的逆矩陣G—1，這將進(jìn)一步增加計(jì)算所需的時(shí)間，降低仿真速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，能有效提高子系統(tǒng)間不是通過輸電線路進(jìn)行連接，而是通過電抗器或變壓器進(jìn)行連接的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度。
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供一種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，包括:
[0011]在仿真建模過程中，為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中含有電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；
[0012]計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，并在仿真模型中，使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；
[0013]利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。
[0014]優(yōu)選地，所述為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中含有電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器的電容值為:集中參數(shù)輸電線路總電容值的一半。
[0015]優(yōu)選地，所述分布參數(shù)輸電線路模型的輸入?yún)?shù)包括:
[0016]輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rq、輸電線路單位長(zhǎng)度電感值U、輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl ；
[0017]或，輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rd、輸電線路單位長(zhǎng)度感抗值Χω、輸電線路單位長(zhǎng)度容抗值Xai ;
[0018]或，輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路電阻值R、輸電線路感抗值Xp輸電線路容抗值X。。
[0019]優(yōu)選地，所述輸電線路長(zhǎng)度d為V。與At之積；其中，V。為光在真空中的傳播速度，At為仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)。
[0020]優(yōu)選地，所述輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl為R與d的比值。
[0021]優(yōu)選地，所述輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Ltl為L(zhǎng)與d的比值；其中，L為電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的電感值，即仿真模型中輸電線路的電感值，d為輸電線路長(zhǎng)度。
[0022]優(yōu)選地，所述輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl為At2/ (L*d);其中，L為電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的電感值，即仿真模型中輸電線路的電感值，At為仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例所提供的提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，在仿真建模過程中，對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中包含電抗器、變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，并在仿真模型中使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)；如此，能有效降低對(duì)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣進(jìn)行求逆計(jì)算所需要的時(shí)間，進(jìn)而有效提高電磁暫態(tài)仿真速度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)運(yùn)用EMTP方法對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)按電力系統(tǒng)子網(wǎng)絡(luò)對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓矩陣方程進(jìn)行拆分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度方法的基本處理流程示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實(shí)施例為電抗器增加對(duì)地電容后等效為傳輸線路示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提高包括雙繞組變壓器的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度方法的詳細(xì)處理流程示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明實(shí)施例對(duì)雙繞組變壓器的部分或全部漏抗拆分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提高包括三繞組變壓器的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度方法的詳細(xì)處理流程示意圖；
[0031]圖8為本發(fā)明實(shí)施例對(duì)三繞組變壓器的部分或全部漏抗拆分的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0032]目前，用于提高仿真速度的一種方法是將高階數(shù)的節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G拆分成若干個(gè)低階數(shù)的矩陣G1、G2……，再分別對(duì)拆分后的低階數(shù)矩陣進(jìn)行求逆運(yùn)算。在電磁暫態(tài)仿真模型中將節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣G拆分為低階矩陣的方法是將整個(gè)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成僅由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，其中分布參數(shù)輸電線路模型利用行波方程描述。如此，不僅能有效降低對(duì)節(jié)點(diǎn)電導(dǎo)矩陣進(jìn)行求逆計(jì)算所需要的時(shí)間，而且節(jié)點(diǎn)電壓矩陣方程也可以按照各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的矩陣方程進(jìn)行獨(dú)立求解；如圖2所示，對(duì)于具有多個(gè)處理器的仿真器，各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的矩陣方程求解計(jì)算可以同時(shí)進(jìn)行，進(jìn)一步提高仿真速度。
[0033]但是，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)緊湊的電力系統(tǒng)，子系統(tǒng)之間不是通過輸電線路進(jìn)行連接，而是通過電抗器、變壓器與交流電網(wǎng)連接，如柔性直流輸電系統(tǒng)的換流器、風(fēng)電太陽(yáng)能換流器等無(wú)法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拆分，仿真模型的計(jì)算速度也非常慢。
[0034]在本發(fā)明實(shí)施例中，在仿真建模過程中，對(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中包含電抗器、變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，并在仿真模型中使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。
[0035]本發(fā)明實(shí)施例提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度方法的基本處理流程如圖3所示，包括以下步驟:
[0036]步驟101，在仿真建模過程中，為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中含有電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；
[0037]這里，對(duì)電力系統(tǒng)中包含電抗器、變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器的電容值為:集中參數(shù)輸電線路總電容值的一半；
[0038]通常，長(zhǎng)度為d的集中參數(shù)輸電線路電阻值為R，輸電線路電感值為L(zhǎng)，輸電線路電容值為C;
[0039]或輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路電阻R、輸電線路感抗值XL輸電線路容抗值XC。;
[0040]步驟102，計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值；
[0041]輸電線路模型中的輸入?yún)?shù)包括:輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值R0，輸電線路單位長(zhǎng)度電感值L0，輸電線路單位長(zhǎng)度電容值C0 ；
[0042]或輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值R0、輸電線路單位長(zhǎng)度感抗值XL0、輸電線路單位長(zhǎng)度容抗值Xco;
[0043]其中，分布參數(shù)輸電線路模型中線路單位長(zhǎng)度電感值Ltl與線路單位長(zhǎng)度感抗值XL0之間的關(guān)系為:
[0044]XLo= ω.L0 (3)
[0045]線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl與線路單位長(zhǎng)度容抗值XC0之間的關(guān)系為:
[0046]Xco=I/(ω.C0) (4)
[0047]公式(3)和公式(4)中，ω為仿真模型中電抗器或變壓器所處交流系統(tǒng)的額定角速度，單位rad/s。
[0048]具體的，仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為Δ t，光在真空中的傳播速度νε=3Χ 105km/s，則輸電線路的長(zhǎng)度d為:
[0049]d=Vc.Δ t (5)
[0050]輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl為:
[0051]R0=R/d (6)
[0052]輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Ltl為:
[0053]L0=Wd (7)
[0054]輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl為:
[0055]C0=At2/ (L.d) (8)
[0056]輸電線路電容值C與輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl的關(guān)系為:
[0057]C0=C/d (9)
[0058]輸電線路電容值C與輸電線路容抗值X。之間的關(guān)系為:
[0059]Xc=I/(ω.C) (10)
[0060]在實(shí)際應(yīng)用中，為了計(jì)算方便，也可以將d設(shè)置為單位長(zhǎng)度1km，相應(yīng)的輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl=R,輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Ltl=L,輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl= Δ t2/L。
[0061]步驟103，在仿真模型中，使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；
[0062]在仿真模型中，具體如何將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。
[0063]步驟104，利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)；
[0064]利用電磁暫態(tài)軟件的仿真功能，如何將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述；
[0065]圖3所述處理過程中，為電抗器配置對(duì)地并聯(lián)電容器后近似等效為傳輸線路結(jié)構(gòu)如圖4所示，4-1為電力系統(tǒng)中包含電抗器的部分；4-2為對(duì)電抗器配置對(duì)地并聯(lián)電容后，形成的π型集中參數(shù)線路模型；4-3為電力系統(tǒng)中將型集中參數(shù)線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型。
[0066]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0067]本發(fā)明實(shí)施例提高包括雙繞組變壓器的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度方法的詳細(xì)處理流程示意圖，如圖5所示，包括以下步驟:
[0068]步驟201，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的雙繞組變壓器的部分或全部漏抗進(jìn)行拆分；
[0069]這里，雙繞組變壓器的容量為S(MVA)，額定電壓變比為Ul/U2(kV)，漏抗標(biāo)幺值為X.八PU，
[0070]具體的，將雙繞組變壓器的部分或全部漏抗在變壓器的其中一側(cè)進(jìn)行拆分，拆分出的第一電抗值為Xe(O)U(0 < Xe(LPU ( xpu)，第二電抗值為xpu’ =Xpu — xe(LPU，新變壓器的漏抗為第二電抗值，新變壓器的其他參數(shù)保持不變；
[0071]對(duì)雙繞組變壓器的部分或全部漏抗拆分的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖6所示，將雙繞組變壓器拆分為電抗器與新變壓器的串聯(lián)組合；
[0072]進(jìn)一步，根據(jù)拆分出來 的第一電抗標(biāo)么值Xraoju計(jì)算出相應(yīng)的有名值Xeq，利用有名值計(jì)算得到拆分出來的電抗器的電感值為L(zhǎng)^1=Xrai/ (2.π.?.)，其中，f為變壓器所在交流系統(tǒng)的額定頻率。
[0073]步驟202，在仿真建模過程中，為拆分后得到的電抗器兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；
[0074]這里，對(duì)電抗器的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器的電容值為傳輸線路電容值的一半；
[0075]通常，長(zhǎng)度為d的集中參數(shù)輸電線路的電阻值為R，輸電線路的電感值為L(zhǎng)mi=Xmi/(2.Ji.f)，輸電線路的電容值為C ;
[0076]相應(yīng)的，單位長(zhǎng)度的輸電線路的電阻值為Rtl，單位長(zhǎng)度的輸電線路的電感值為U，單位長(zhǎng)度的輸電線路的電容值為Q。
[0077]步驟203，計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值；
[0078]具體的，仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為Λ t，光在真空中的傳播速度VC=3X IO5Ws,則輸電線路的長(zhǎng)度d=Vc.At;
[0079]輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值RfR/d ； [0080]輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Lci=LetZd=Xeq/ (2..f).d ;
[0081]輸電線路單位長(zhǎng)度電容值C。= At2/ (Xeq.d/ (2.Ji.f))；
[0082]在實(shí)際應(yīng)用中，為了計(jì)算方便，也可以將d設(shè)置為單位長(zhǎng)度1km，相應(yīng)的輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl=R,輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Lci=Xeq/ (2..f)，輸電線路單位長(zhǎng)度電容值 C。= At2/ (Xeq/ (2..f))。
[0083]步驟204，在仿真模型中，使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；
[0084]在仿真模型中，具體如何將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。
[0085]步驟205，利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)；
[0086]利用電磁暫態(tài)軟件的仿真功能，如何將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述；
[0087]本發(fā)明實(shí)施例提高包括三繞組變壓器的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度方法的詳細(xì)處理流程示意圖，如圖7所示，包括以下步驟:
[0088]步驟301，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的三繞組變壓器漏抗換算為三側(cè)的等值漏抗；
[0089]這里，三繞組變壓器的容量為S(MVA)，額定電壓變比為Ul/U2/U3(kV)，漏抗標(biāo)幺值為父12—pu、Xl3_pu、^23_pu ;
[0090]換算后三側(cè)的等值漏抗標(biāo)幺值為X1 PU、X2 pu和X3 pu，相應(yīng)的有名值為XpX2和X3,具體如何將變壓器漏抗換算為三側(cè)的等值漏抗屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。
[0091]步驟302，在變壓器的一側(cè)或兩側(cè)將該側(cè)全部或部分漏抗進(jìn)行拆分；
[0092]具體的，對(duì)于單側(cè)等值漏抗大于零的一側(cè)或兩側(cè)進(jìn)行拆分的方法與圖5所示本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)雙繞組變壓器的漏抗進(jìn)行拆分的方法相同。
[0093]本實(shí)施例中，Ul側(cè)和U2側(cè)的單側(cè)等值漏抗X1 pu和X2jju均大于零，因此，對(duì)Ul側(cè)和U2側(cè)均進(jìn)行拆分；將Ul側(cè)的Xuju拆分出的第一電抗值為Xeql pu (O < Xeqlju ( Xl pu), Ul側(cè)單側(cè)變壓器第一漏抗值為Xljju' =Xlpu - Xeqlju ;將U2側(cè)的X2jju拆分出的第二電抗值為Χ_—pu (O < Xeq2ju ( X2 pu), U2側(cè)單側(cè)變壓器第二漏抗值為X2 pu' =X2 pu - Xeq2ju ;拆分出電抗后的三繞組變壓器的漏抗為 X12—pu' =Xum' +X2jju'，X13jju' =U +x3—pu，x23—pu' =X2jUi +x3—PU，將、X13j5u'和X23—PU'作為新變壓器的參數(shù)，其它參數(shù)保持不變。
[0094]其中，Xeqlpu 和 Xeq2ju 滿足如下條件:X12—pu - Xeqlju ~ Xeq2_pu ≥ O, X13 pu _ XeqIju ≥ O,
^23_pu ~~ Xeq2—pu 3 O。
[0095]步驟303，在仿真建模過程中，為拆分后得到的每個(gè)電抗器兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型；
[0096]這里，對(duì)每個(gè)電抗器的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器的電容值為傳輸線路電容值的一半;
[0097]第一電抗器等效輸電線路的長(zhǎng)度為Cl1,電阻值為R1,電感值為L(zhǎng)_=X_/(2.π -f),電容值為C1 ;其中，為第一電抗值Xeql pu相應(yīng)的有名值；
[0098]相應(yīng)的，第一電抗器等效輸電線路的單位長(zhǎng)度電阻值為Rtll,第一電抗器等效輸電線路的單位長(zhǎng)度電感值為L(zhǎng)tll,第一電抗器等效輸電線路的單位長(zhǎng)度電容值為Ctllt5
[0099]第二電抗器等效輸電線路的長(zhǎng)度為d2，電阻值為R2,電感值為Ι^2=Χ_/(2.31 *f),電容值為C2 ;其中，為第二電抗值pu相應(yīng)的有名值；
[0100]相應(yīng)的，第二電抗器等效輸電線路的單位長(zhǎng)度電阻值為Rtl2，第二電抗器等效輸電線路的單位長(zhǎng)度電感值為L(zhǎng)tl2，第一電抗器等效輸電線路的單位長(zhǎng)度電容值為Ctl2t5
[0101]步驟304，計(jì)算每個(gè)輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值；
[0102]具體的，仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)為Λ t，光在真空中的傳播速度Vc^X 105km/s,則第一電抗器等效輸電線路的長(zhǎng)度Cl1=Ve.Δ t ；
[0103]第一電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtll=RM1 ；
[0104]第一電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Lcil=LetJyd1=Xeql/ (2.π.f).(I1 ；
[0105]第一電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctll=A t2/ (Xeql.(I1/ (2.π.f))；
[0106]第二電抗器等效輸電線路的長(zhǎng)度d2=V。.At ；
[0107]第二電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl2=IVd2 ；
[0108]第二電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電感值LQ2=Le(l2/d2=Xeql/ (2.π.f).d2 ;
[0109]第二電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Cci2=At2/ (Xeq2.d2/ (2..f))；
[0110]在實(shí)際應(yīng)用中，為了計(jì)算方便，也可以將Cl1和d2設(shè)置為單位長(zhǎng)度1km，相應(yīng)的，
[0111]第一電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtll=R ;
[0112]第一電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Lcil=LetJyd1=Xeql/ (2.π.f)；
[0113]第一電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ccil=At2/ (Xeql/ (2.π.f));
[0114]第二電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl2=R ；
[0115]第二電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Ltl2=Leq2M2=Xeql/ (2.31.f)；
[0116]第二電抗器等效輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Cci2=At2/ (Xeq2/ (2.31.f))；
[0117]其中，第一電抗器等效輸電線路為拆分第一側(cè)電壓器的漏抗對(duì)應(yīng)的輸電線路，第二電抗器等效輸電線路為拆分第二側(cè)電壓器的漏抗對(duì)應(yīng)的輸電線路。
[0118]步驟305，在仿真模型中，使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型；
[0119]在仿真模型中，具體如何將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述。[0120]步驟306，利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)；
[0121]利用電磁暫態(tài)軟件的仿真功能，如何將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)屬于現(xiàn)有技術(shù)，這里不再贅述；
[0122]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述方法包括: 在仿真建模過程中，為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中含有電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器，形成集中參數(shù)輸電線路模型； 計(jì)算輸電線路模型中單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，并在仿真模型中，使用計(jì)算出的單位長(zhǎng)度的電阻、電感、電容參數(shù)值，將集中參數(shù)輸電線路模型變換為分布參數(shù)輸電線路模型； 利用電磁暫態(tài)仿真功能，將電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拆分成由分布參數(shù)輸電線路模型連接的若干個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中含有電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的兩端配置對(duì)地并聯(lián)電容器的電容值為:集中參數(shù)輸電線路總電容值的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述分布參數(shù)輸電線路模型的輸入?yún)?shù)包括: 輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rq、輸電線路單位長(zhǎng)度電感值U、輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl ； 或，輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值&、輸電線路單位長(zhǎng)度感抗值Χω、輸電線路單位長(zhǎng)度容抗值Xro ; 或，輸電線路長(zhǎng)度d、輸電線路電阻值R、輸電線路感抗值Xy輸電線路容抗值X。。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述輸電線路長(zhǎng)度d為V。與At之積；其中，V。為光在真空中的傳播速度，At為仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述輸電線路單位長(zhǎng)度電阻值Rtl為R與d的比值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述輸電線路單位長(zhǎng)度電感值Ltl為L(zhǎng)與d的比值；其中，L為電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的電感值，d為輸電線路長(zhǎng)度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述提高電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真速度的方法，其特征在于，所述輸電線路單位長(zhǎng)度電容值Ctl為At2/ (L*d);其中，L為電抗器或變壓器的部分或全部漏抗的電感值，At為仿真模型中仿真計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103729502SQ201310705086
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】柏傳軍, 張翔, 李海英, 肖建民, 黃志嶺, 程璐璐 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司