一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種形成多個稀疏矢量道路集進行前 代回代的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析是電力系統(tǒng)分析計算中最基礎(chǔ)、最核心的內(nèi)容之一。在線 動態(tài)安全分析，安全穩(wěn)定緊急控制、預(yù)防控制，智能調(diào)度等先進技術(shù)已逐步要求在電力系統(tǒng) 中推廣應(yīng)用。實現(xiàn)這些先進技術(shù)的前提條件是能夠快速、準確、可靠地對大規(guī)模電力系統(tǒng)進 行的暫態(tài)穩(wěn)定仿真計算。
[0003] 數(shù)值積分是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算最準確、最可靠的方法。數(shù)值積分法的最大缺 點是計算量大，盡管計算機速度已經(jīng)有了飛速提高，但對于大規(guī)模電力系統(tǒng)，計算時間仍難 以滿足在線動態(tài)安全分析、預(yù)防控制、緊急控制等計算的要求。
[0004] 電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程可用如下形式的微分-代數(shù)方程組描述
【主權(quán)項】
1. 一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法，其特征在于，包括如下 步驟： (1) 輸入電力系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)與信息，進行潮流計算，W潮流計算結(jié)果為系統(tǒng)運行變量 y(〇)，計算系統(tǒng)狀態(tài)變量初值x(0); (2) 形成描述電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的微分方程和網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程，并對有源節(jié)點進行分類， 一類是在網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程求解中虛擬注入電流計算與節(jié)點電壓直接相關(guān)的節(jié)點，記為A類節(jié) 點；另一類是除A類節(jié)點W外，虛擬注入電流在網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程求解過程中不隨節(jié)點電壓改 變的節(jié)點，如感應(yīng)電動機負荷節(jié)點、E'恒定模型發(fā)電機節(jié)點等，記為B類節(jié)點；形成=個不 同的有源節(jié)點稀疏矢量道路集，分別是Pathl ;所有有源節(jié)點的稀疏矢量道路集；Path2 ;A 類節(jié)點的稀疏矢量道路集；Path3 ;不在化th2中的B類節(jié)點的稀疏矢量道路集； (3) 置暫態(tài)穩(wěn)定計算初值時刻t = 0,確定暫態(tài)穩(wěn)定計算采用的積分步長，開始暫態(tài)穩(wěn) 定仿真計算； (4) 判斷t時刻有無故障或操作，沒有則轉(zhuǎn)步驟6,有則執(zhí)行步驟5 ; (5) 根據(jù)故障或操作，修改節(jié)點導(dǎo)納矩陣，并重新計算操作后的運行變量y(t); (6) 利用數(shù)值積分方法，求取微分方程，得到系統(tǒng)狀態(tài)變量x(t+At); (7) 求解網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程，W化thl進行快速前代，Path2進行迭代過程中的快速回代， Path3進行迭代收斂后的快速回代，求得此時的系統(tǒng)運行變量y (t+ A t); (8) 檢查兩次迭代各發(fā)電機功角偏差值，若偏差大于給定進度精度e，則返回步驟6繼 續(xù)迭代，否則執(zhí)行步驟9; (9) 判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定，即任意兩臺發(fā)電機的最大相對搖擺功角是否大于某一給定值， 若是執(zhí)行步驟12,否則，執(zhí)行步驟10 ; (10) 將仿真時間推進一個步長，令t = t+A t ; (11) 判斷是否到達事先給定的仿真時間T，若t > T則執(zhí)行步驟12,否則返回步驟4 ; (12) 輸出計算結(jié)果并結(jié)束計算。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法， 其特征在于，所述步驟7包括W下子步驟： (7. 1)計算B類有源節(jié)點注入電流； (7. 2)計算A類有源節(jié)點的虛擬注入電流； (7. 3)依照化thl節(jié)點道路集進行快速前代； (7. 4)依照化th2節(jié)點道路集進行快速回代，求得所有A類節(jié)點電壓； (7.5)檢驗前后兩次迭代中A類節(jié)點中發(fā)電機節(jié)點電壓誤差是否小于指定誤差e。，若 滿足，停止迭代；否則返回步驟7. 2 ; (7. 6)依照化th3進行快速回代，求出剩余B類節(jié)點電壓，本次網(wǎng)絡(luò)方程求解結(jié)束。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多稀疏矢量道路集的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真方法。電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計算中，利用網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程獨立矢量與解矢量稀疏結(jié)構(gòu)的稀疏矢量技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但現(xiàn)有的稀疏矢量技術(shù)僅僅關(guān)注了網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程獨立矢量和解矢量的高度稀疏性，形成一個有源節(jié)點道路集進行求解，沒有考慮到暫態(tài)穩(wěn)定計算過程中迭代求解網(wǎng)絡(luò)代數(shù)方程的不同階段需要不同的解矢量的特點。本發(fā)明充分考慮了網(wǎng)絡(luò)中有源節(jié)點的特點，將有源節(jié)點分為兩類，形成三個不同的稀疏矢量道路集，求解過程中不同步驟采用不同的稀疏矢量道路集，進一步規(guī)避不必要的計算。應(yīng)用本發(fā)明可顯著減少電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定仿真時求解微分-代數(shù)方程的計算量。
【IPC分類】G06F19-00, H02J3-00
【公開號】CN104578054
【申請?zhí)枴緾N201510014584
【發(fā)明人】王建全, 高一凡, 肖譚南, 黎萌, 張春燕, 張仲馳
【申請人】浙江大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月12日