[发明专利]一种网络宽频等值在电磁暂态仿真中的应用方法

权利要求书

1.一种网络宽频等值在电磁暂态仿真中的应用方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)建立一个用于电磁暂态仿真的网络宽频等值数学模型Y(s)如下：

其中，N为网络宽频等值数学模型Y(s)的维数，s＝j2πf，f是网络频率，j是虚数单位，{a_i}为极点，{c_i}为留数，{a_i}和{c_i}为实数或者共轭复数对，d为常数项，n为极点个数，

将上述网络宽频等值数学模型Y(s)等价为一个如下形式的传递函数：

Y(s)＝C(sI-A)^-1B+D，

其中，A＝diag(A₁ … A_k … A_N)，A_k＝diag(a₁ a₂ … a_n)，

B＝diag(b₁ … b_k … b_N)，

C＝[c₁ … c_k … c_N]，

其中，I为单位矩阵，上标^T表示矩阵转置，diag表示对角矩阵，上标^-1表示矩阵求逆；

(2)根据上述网络宽频等值数学模型Y(s)的传递函数，计算得到如下系数矩阵：

其中，Δt是电磁暂态仿真步长，C₁是一个N×nN维的复数矩阵，C₂是一个N×N维的实数矩阵，C₃是一个nN×nN维的且只有对角元素非零的复数矩阵，C₄是一个nN×N维的每行只有一个非零元素的复数矩阵，G_eq是一个N×N维的实数矩阵；

(3)计算在电磁暂态仿真的t-Δt时刻的网络宽频等值的等效导纳和历史电流源，包括以下步骤：

(3-1)将上述步骤(2)的G_eq作为网络宽频等值的等效导纳；

(3-2)计算历史电流源，具体过程如下：

(3-2-1)设定一个中间变量M：

M＝sparse{C₄}u(t-Δt)

其中，sparse{}表示以稀疏矩阵的方式存储和计算，u(t-Δt)为电磁暂态仿真在t-Δt时刻的网络宽频等值端口电压，u(t-Δt)为一个N×1维的实数矩阵，M为一个nN×1维的复数矩阵；

(3-2-2)设定一个网络宽频等值的状态变量x(t-Δt)：

其中，为电磁暂态仿真在t-Δt时刻的状态辅助变量，为一个nN×1维的复数矩阵，初始化即t＝0时，为一个零矩阵0，x(t-Δt)为nN×1维的复数矩阵；

(3-2-3)根据上述计算结果，利用下式，计算网络宽频等值的历史电流源I_his：

I_his＝Re{C₁}·Re{x(t-Δt)}-Im{C₁}·Im{x(t-Δt)}+C₂u(t-Δt)

其中Re{}表示取复数的实部，Im{}表示取复数的虚部，I_his为N×1维的实数矩阵；

(3-2-4)利用下式，计算电磁暂态仿真在t时刻的状态辅助变量辅助变量

为一个nN×1维的复数矩阵；

(4)将上述计算得到的等效导纳和历史电流源应用到电磁暂态仿真中。