一種面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法
【專利摘要】一種面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法，利用化簡前后模型傳遞函數(shù)的差異來近似表征配電系統(tǒng)模型的化簡誤差，而不需要對初始高維系統(tǒng)模型進行實際仿真計算，大大提升了誤差估計效率；基于這一誤差估計方法，可以快速有效地計算出任意維數(shù)簡化模型的化簡誤差，以此誤差為依據(jù)進行模型迭代生成即可自動確定滿足仿真精度要求的簡化模型；此外，本發(fā)明方法與待化簡配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、參數(shù)等性質(zhì)無關，具有良好的仿真適應性，使大規(guī)模配電系統(tǒng)模型化簡的程序化自動實現(xiàn)成為可能。
【專利說明】一種面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電磁暫態(tài)建模方法。特別是涉及一種用于電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)建模仿真的面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類經(jīng)濟社會發(fā)展對能源需求的不斷增長以及環(huán)境問題的日益突出，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運行方式受到了極大挑戰(zhàn)，發(fā)展智能電網(wǎng)已成為全世界關注的焦點。智能配電網(wǎng)在未來智能電網(wǎng)中扮演著十分重要的角色，各種形式分布式電源、儲能裝置、微網(wǎng)及電動汽車充放電等設施的接入，特別是與用戶的靈活互動都需要依靠配電網(wǎng)來實現(xiàn)。作為電力系統(tǒng)到用戶的最后一環(huán)，配電系統(tǒng)與用戶的聯(lián)系最為緊密，對用戶的影響也最為直接，已越來越引起人們的重視。同時，配電網(wǎng)還具有網(wǎng)絡規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復雜、結(jié)構(gòu)與參數(shù)不對稱等特點。特別是當大量的分布式電源并網(wǎng)后，會極大地改變配電網(wǎng)的運行特征，其動態(tài)過程也將更為復雜。對此，需要借助快速有效的仿真工具和方法來研究含有各種分布式電源及儲能裝置的配電網(wǎng)的動態(tài)行為。此外，智能配電網(wǎng)作為現(xiàn)有配電自動化系統(tǒng)的發(fā)展和延伸，在故障定位、隔離與自愈，分布式電源出力及負荷調(diào)度，計算機輔助決策等方面都對仿真計算速度提出了更高的要求，這與配電網(wǎng)日益多樣的系統(tǒng)構(gòu)成、不斷復雜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了極大地矛盾，必須對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)建模仿真方法進行新的發(fā)展來提升計算效率，以適應智能配電網(wǎng)的仿真計算需求。
[0003]作為智能配電系統(tǒng)仿真計算的重要組成部分，配電系統(tǒng)暫態(tài)仿真以傳統(tǒng)電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真理論與方法為基礎，重點關注含分布式電源、微網(wǎng)及儲能裝置的智能配電系統(tǒng)中各種快速變化的暫態(tài)過程的詳細仿真，特別強調(diào)仿真結(jié)果的準確性和完整性，可以捕捉頻率范圍從幾百kHz到工頻之間系統(tǒng)中的電氣量和非電氣量的動態(tài)過程。從功能上看，智能配電系統(tǒng)暫態(tài)仿真主要用于系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時的諧波分析、電壓與頻率控制、能量優(yōu)化與管理、控制算法分析與控制器設計，系統(tǒng)暫態(tài)時的短路電流計算、短期的負荷跟蹤特性、故障期間的系統(tǒng)動態(tài)特性、故障穿越特性、反孤島保護方法、保護裝置整定以及實際物理系統(tǒng)的試驗與驗證等諸多方面。
[0004]在配電系統(tǒng)暫態(tài)仿真中，對大規(guī)模復雜系統(tǒng)模型進行合理化簡是提升仿真計算效率最為直接、最易于實現(xiàn)的一種方式，并已就此問題發(fā)展了一系列的配電系統(tǒng)模型化簡方法。為了降低分布式電源、儲能、電力電子等強非線性元件帶來的模型化簡難度，配電系統(tǒng)模型化簡方法多采用對系統(tǒng)進行分割處理的思路，即將分布式電源、電力電子裝置等強非線性元件以及重點關注的配電線路從系統(tǒng)中分割出來進行詳細建模，并稱之為研究系統(tǒng)；而其余研究重點之外、對計算資源需求較大的大規(guī)模線性配電網(wǎng)絡則稱為外部系統(tǒng)，并作為一個整體采用線性系統(tǒng)模型化簡方法進行簡化建模。研究系統(tǒng)與外部系統(tǒng)之間通過若干節(jié)點相聯(lián)系，如附圖1所示。這樣一來，便可以較小的計算資源消耗來簡化重點關注區(qū)域以外的大規(guī)模線性配電網(wǎng)絡模型，從而顯著降低整體配電系統(tǒng)暫態(tài)仿真模型規(guī)模，同時保證仿真結(jié)果的合理性與準確性。[0005]對外部系統(tǒng)線性配電網(wǎng)絡的化簡可簡要表述為如下過程:以附圖1中線性配電網(wǎng)絡部分為例，其模型可等效為附圖2所示多端子RLC網(wǎng)絡形式，并采用狀態(tài)空間模型表示為:
【權利要求】
1.一種面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法，其特征在于，包括如下步驟:



1)建立待化簡外部系統(tǒng)配電網(wǎng)絡的初始狀態(tài)空間模型
2.根據(jù)權利要求1所述的一種面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法，其特征在于,步驟6)所述的線性系統(tǒng)化簡方法是Krylov子空間方法或PRIMA方法。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種面向暫態(tài)仿真的配電系統(tǒng)模型化簡誤差控制方法，其特征在于，步驟9)所述的增大簡化模型維數(shù),是令當前簡化模型維數(shù)q=q+n_p。
【文檔編號】G06Q50/06GK103714212SQ201310743687
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2013年12月26日
【發(fā)明者】王成山, 于浩, 李鵬, 丁承第, 宋關羽, 董旭柱, 于力, 黃紅遠, 彭飛進, 黃小耘 申請人:天津大學, 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局, 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司