本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬仿真領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)物理模擬仿真系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬仿真是電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)仿真普遍采用的方法，以用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)及暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行研究，其硬件通常按照相似理論由若干臺(tái)同比例縮小的電源、負(fù)荷、開(kāi)關(guān)以及相應(yīng)的模擬線路，控制系統(tǒng)組成。純物理元件組成的動(dòng)態(tài)模擬仿真系統(tǒng)的缺點(diǎn)是占地面積大、成本高昂、不利于擴(kuò)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的研究逐漸數(shù)字化，將要研究的電力系統(tǒng)的元件制作成軟件模塊，簡(jiǎn)單的電力系統(tǒng)的仿真可以完全脫離硬件，依靠軟件即可實(shí)現(xiàn)與實(shí)際電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)結(jié)果大致一致的效果，而且成本低廉，軟件環(huán)境下很容易實(shí)現(xiàn)仿真規(guī)模的擴(kuò)展。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大，直流系統(tǒng)及電力電子元件的大量應(yīng)用，使得元件形態(tài)越來(lái)越復(fù)雜，無(wú)論純物理的模擬仿真還是完全依靠軟件的數(shù)字仿真都無(wú)法滿足仿真的需要。因此數(shù)?；旌戏抡娉闪硕呷诤系谋厝划a(chǎn)物。配電系統(tǒng)較輸電系統(tǒng)雖然電壓等級(jí)低，潮流容量小，但是節(jié)點(diǎn)數(shù)目多，且由于近年來(lái)電力電子元件在配電領(lǐng)域的大量使用，光伏、風(fēng)電等分布式發(fā)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，配電系統(tǒng)的物理模擬仿真也逐漸引起重視。所以，無(wú)論仿真技術(shù)如何發(fā)展，電力系統(tǒng)物理模擬仿真技術(shù)依然是電力系統(tǒng)仿真的一種很重要的手段。

電網(wǎng)仿真過(guò)程根據(jù)仿真需求可能對(duì)仿真拓?fù)溥M(jìn)行改動(dòng)，采用數(shù)字軟件的仿真方式較容易實(shí)現(xiàn)，在電腦上通過(guò)拖拉和重新設(shè)置參數(shù)即可，但是對(duì)于物理元件模擬的仿真，其拓?fù)涓钠饋?lái)比較困難，已經(jīng)接好的連線不容易改動(dòng)，即使是通過(guò)相似原理經(jīng)過(guò)同比例縮小的元件，其規(guī)模、體積和重量也很可觀，尤其仿真需要頻繁更改拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況，其工作量巨大，過(guò)程亦會(huì)相當(dāng)繁瑣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)物理模擬仿真系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)方法，為仿真工作提供所需要的任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，視拓?fù)涓膭?dòng)節(jié)點(diǎn)的多少和特點(diǎn)，采用完全手動(dòng)接線和上位機(jī)遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的方式對(duì)拓?fù)溥M(jìn)行更改。

本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種配電網(wǎng)物理模擬仿真系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括：

(1)對(duì)元件及元件的端口進(jìn)行編號(hào)并定義元件模型；

(2)根據(jù)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定所述元件之間的連接關(guān)系；

(3)根據(jù)所述連接關(guān)系對(duì)所述元件模型進(jìn)行填充；

(4)根據(jù)填充結(jié)果生成連接列表；

(5)根據(jù)所述連接列表在端子柜上將所述元件進(jìn)行連接。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中，定義元件模型為d-n{intnum；intxk；intyk；intflagk；}，其中，d-n為元件編號(hào)為n的元件，n∈[1,n]為元件編號(hào)，n為所述元件編號(hào)總數(shù)，num為所述元件的端口編號(hào)總數(shù)，xk為所述元件第k個(gè)端口連接的節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)，yk為所述元件第k個(gè)端口連接的節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件的端口編號(hào)，k∈[1,num]為所述元件的端口編號(hào)，flagk為所述元件第k個(gè)端口中間標(biāo)志，初始值為1。

優(yōu)選的，所述步驟(3)包括：

(3-1)根據(jù)所述元件編號(hào)及元件的端口編號(hào)依次遍歷所述元件的每個(gè)端口，若所述元件端口的中間標(biāo)志為1，則判斷所述端口與仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中其他元件是否存在連接關(guān)系，若是，則定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)j-m{p,q}；若否，則結(jié)束操作；其中，j-m為第m個(gè)節(jié)點(diǎn)，p為節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)，q為節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件的端口編號(hào)，m∈[1,m]為節(jié)點(diǎn)編號(hào)且初始值為1，每定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)則m的值加1，m為節(jié)點(diǎn)編號(hào)總數(shù)；

(3-2)將所述端口與仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中存在連接關(guān)系的元件的端口的元件編號(hào)和端口編號(hào)填充至所述端口對(duì)應(yīng)的元件模型中；

(3-3)將所述端口，以及該端口與仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中存在連接關(guān)系的元件的端口的中間標(biāo)志歸零。

優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述連接列表包括：節(jié)點(diǎn)編號(hào)欄、所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)及主元件的端口編號(hào)欄和所述節(jié)點(diǎn)連接的元件編號(hào)及元件端口編號(hào)欄，其中，所述節(jié)點(diǎn)連接的元件編號(hào)及元件端口編號(hào)欄中內(nèi)容能夠鏈接到所述內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的元件關(guān)系列表。

進(jìn)一步的，所述元件關(guān)系列表包括：元件編號(hào)欄、端口數(shù)量欄、端口連接的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、元件編號(hào)及元件的端口編號(hào)欄。

優(yōu)選的，若更新所述仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，則執(zhí)行步驟(2)至步驟(4)，生成新的連接列表，將所述新的連接列表與所述連接列表進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成比較列表，其中，所述比較列表中包括：采用明顯字體顯示所述新的連接列表中較所述連接列表中添加的部分，采用明顯標(biāo)志標(biāo)記所述新的連接列表中較所述連接列表中減少的部分。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果：

本發(fā)明提供的一種配電網(wǎng)物理模擬仿真系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)方法，為仿真工作提供所需要的任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，視拓?fù)涓膭?dòng)節(jié)點(diǎn)的多少和特點(diǎn)，采用完全手動(dòng)接線和上位機(jī)遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的方式對(duì)拓?fù)溥M(jìn)行更改；上位機(jī)軟件根據(jù)仿真所需的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，自動(dòng)生成接線列表，根據(jù)接線列表在特定端子柜中將元件各端進(jìn)行連接。如果拓?fù)涓膭?dòng)節(jié)點(diǎn)不多，并且可以通過(guò)上位機(jī)遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷形成，則通過(guò)上位機(jī)遠(yuǎn)程控制的方式實(shí)現(xiàn)，解決了電網(wǎng)仿真系統(tǒng)物理拓?fù)浣泳€繁瑣和工作量巨大的缺點(diǎn)，形成了電網(wǎng)仿真系統(tǒng)的靈活配置方案。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的一種配電網(wǎng)物理模擬仿真系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中典型電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中步驟(3)的實(shí)現(xiàn)方法流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例中改動(dòng)后典型電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)物理模擬仿真系統(tǒng)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)方法，如圖1所示，包括：

(1)對(duì)元件及元件的端口進(jìn)行編號(hào)并定義元件模型；

(2)根據(jù)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定所述元件之間的連接關(guān)系；

(3)根據(jù)所述連接關(guān)系對(duì)所述元件模型進(jìn)行填充；

(4)根據(jù)填充結(jié)果生成連接列表；

(5)根據(jù)所述連接列表在端子柜上將所述元件進(jìn)行連接。

具體的，所述步驟(1)中，定義元件模型為d-n{intnum；intxk；intyk；intflagk；}，其中，d-n為元件編號(hào)為n的元件，n∈[1,n]為元件編號(hào)，n為所述元件編號(hào)總數(shù)，num為所述元件的端口編號(hào)總數(shù)，xk為所述元件第k個(gè)端口連接的節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)，yk為所述元件第k個(gè)端口連接的節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件的端口編號(hào)，k∈[1,num]為所述元件的端口編號(hào)，flagk為所述元件第k個(gè)端口中間標(biāo)志，初始值為1。

所述步驟(3)包括：

(3-1)根據(jù)所述元件編號(hào)及元件的端口編號(hào)依次遍歷所述元件的每個(gè)端口，若所述元件端口的中間標(biāo)志為1，則判斷所述端口與仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中其他元件是否存在連接關(guān)系，若是，則定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)j-m{p,q}；若否，則結(jié)束操作；其中，j-m為第m個(gè)節(jié)點(diǎn)，p為節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)，q為節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的主元件的端口編號(hào)，m∈[1,m]為節(jié)點(diǎn)編號(hào)且初始值為1，每定義一個(gè)節(jié)點(diǎn)則m的值加1，m為節(jié)點(diǎn)編號(hào)總數(shù)；

(3-2)將所述端口與仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中存在連接關(guān)系的元件的端口的元件編號(hào)和端口編號(hào)填充至所述端口對(duì)應(yīng)的元件模型中；

(3-3)將所述端口，以及該端口與仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中存在連接關(guān)系的元件的端口的中間標(biāo)志歸零。

所述步驟(4)中，所述連接列表包括：節(jié)點(diǎn)編號(hào)欄、所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)及主元件的端口編號(hào)欄和所述節(jié)點(diǎn)連接的元件編號(hào)及元件端口編號(hào)欄，其中，所述節(jié)點(diǎn)連接的元件編號(hào)及元件端口編號(hào)欄中內(nèi)容能夠鏈接到所述內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的元件關(guān)系列表。

所述元件關(guān)系列表包括：元件編號(hào)欄、端口數(shù)量欄、端口連接的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、元件編號(hào)及元件的端口編號(hào)欄。

所述步驟(4)中，所述連接列表包括：節(jié)點(diǎn)編號(hào)欄、所述節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的主元件編號(hào)及主元件的端口編號(hào)欄和所述節(jié)點(diǎn)連接的元件編號(hào)及元件端口編號(hào)欄，其中，所述節(jié)點(diǎn)連接的元件編號(hào)及元件端口編號(hào)欄中內(nèi)容能夠連接到所述內(nèi)容所對(duì)應(yīng)的元件關(guān)系列表。

所述元件關(guān)系列表包括：元件編號(hào)欄、端口數(shù)量欄、端口連接的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、元件編號(hào)及元件的端口編號(hào)欄。

若更新所述仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，則執(zhí)行步驟(2)至步驟(4)，生成新的連接列表，將所述新的連接列表與所述連接列表進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成比較列表，其中，所述比較列表中包括：采用明顯字體顯示所述新的連接列表中較所述連接列表中添加的部分，采用明顯標(biāo)志標(biāo)記所述新的連接列表中較所述連接列表中減少的部分。

實(shí)施例

如圖2所示的經(jīng)典電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，依次對(duì)元件及元件的端口進(jìn)行編號(hào)并定義元件模型，例如，定義元件編號(hào)為d-6的元件模型為d-6{int3；intx1；inty1；intflag1；intx2；inty2；intflag2；intx3；inty3；intflag3}，再根據(jù)如圖3所示的流程圖實(shí)現(xiàn)步驟(3)根據(jù)所述連接關(guān)系對(duì)所述元件模型進(jìn)行填充，再例如，首先遍歷d-1的全部端口，并確定d-1的端口與典型電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其他元件端口的連接關(guān)系，本實(shí)施例中，d-1的 第1個(gè)端口與d-2的第1個(gè)端口存在連接關(guān)系，因此填充d-1的元件模型d-1{int1；intx1；inty1；intflag1}，填充結(jié)果為d-1{int1；int2；int1；intflag0}，表示編號(hào)為d-1的元件的第1個(gè)端口與編號(hào)為d-2的第1個(gè)端口存在連接關(guān)系；遍歷典型電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)全部元件的端口中間標(biāo)志為1的端口，生成如下列表，如表1所示；

表1典型電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖的連接列表

其中，元件d-6，1的關(guān)系列表，如表2所示：

表2元件d-6，1的關(guān)系列表

最后根據(jù)所述連接列表在端子柜上將所述元件進(jìn)行連接；

若更新所述仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，則從新生成新的連接列表與上一次生成的連接列表進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果生成比較列表，其中，所述比較列表中包括：采用明顯字體顯示所述新的連接列表中較所述連接列表中添加的部分，采用明顯標(biāo)志標(biāo)記所述新的連接列表中較所述連接列表中減少的部分，將典型電網(wǎng)仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單改動(dòng)，如圖4所示，比較結(jié)果列表如下，如表3所示：

表3比較結(jié)果列表

其中，節(jié)點(diǎn)j-5中d-10，1被底紋背景標(biāo)記，表示d-10，1為更新的仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中新 添加的元件及元件編號(hào)，節(jié)點(diǎn)j-5中d-10，1被刪除線標(biāo)記，表示d-10，1為更新的仿真拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中減少的元件及元件編號(hào)。

其中，圖2和圖4中元件的端口編號(hào)采用“①”的形式表示。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。