[发明专利]一种输电线路的电磁暂态仿真方法及系统

说明书

本发明公开一种输电线路的电磁暂态仿真方法及系统。该方法包括：获得输入信号，所述输入信号为待测信号；对所述输入信号进行三角变换获得解析信号；对所述解析信号进行频率变换，获得降频后的信号；构建输电线路的解耦仿真模型；将所述降频后的信号输入输电线路的解耦仿真模型进行仿真，获得所述输入信号的电压值与电流值；所述电压值包括输电线路的首节点的电压值和所述输电线路的末节点的电压值；所述电流值包括所述输电线路的首节点的电流值和所述输电线路的末节点的电流值；对所述输入信号的电压值与电流值进行频率逆变换，获得所述输入信号初始的电压值与电流值。采用本发明的方法及系统，加快了仿真的速度，提高了仿真效率。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，特别是涉及一种输电线路的电磁暂态仿真方法及系统。

背景技术

近年来，由于大量高压直流输电、新能源、FACTS技术的应用，电力系统微秒级和毫秒级的电磁暂态过程、毫秒级和秒级的机电暂态过程以及分钟级以上的中长期动态过程之间的耦合程度越来越高，采用准稳态模型的电力系统暂态过程仿真在某些特殊运行工况下已经不能准确地反映系统状态，因而机电暂态仿真方法的局限性越来越突出。另一方面，采用abc三相瞬时值模型的电磁暂态仿真中，元件均采用了详细的非线性瞬时值模型，系统状态采用微分方程进行描述，这就造成系统的仿真求解较为复杂，计算过程耗时较长，数据存取量较大，因而不适用于分析大规模电力系统。显然，传统的电磁暂态模型只能仿真特定状态和特定规模的电力系统。而对于发展迅速的现代电力系统来说，一些新的现象和问题经常难以分析，因此改进仿真模型或者方法则成为解决该问题的迫切需求。

传统的电磁暂态线路模型通常是在信号固有频率的基础上建立的。由于电力系统通常采用50Hz作为额定运行频率，当发生故障时，系统会产生3倍频等更高频率的谐波信号。因此要准确的对这些电气量信号进行仿真，就必须采用很小的仿真步长来实现，这个步长通常是微秒级的。然而当步长较小时，由于计算机的计算能力有限，所能仿真的电力系统规模就受到很大限制。当系统规模较大，这种模型的仿真效率会大大降低，尤其对大规模电力系统进行电磁暂态仿真时，传统线路模型的步长固定，仿真效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电线路的电磁暂态仿真方法及系统，以提高电磁暂态仿真的效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种输电线路的电磁暂态仿真方法，所述方法包括：

获得输入信号，所述输入信号为待测信号；

对所述输入信号进行三角变换，获得解析信号；

对所述解析信号进行频率变换，获得降频后的信号；

构建输电线路的解耦仿真模型；

将所述降频后的信号输入输电线路的解耦仿真模型进行仿真，获得所述输入信号的电压值与电流值；所述电压值包括输电线路的首节点的电压值和所述输电线路的末节点的电压值；所述电流值包括所述输电线路的首节点的电流值和所述输电线路的末节点的电流值；

对所述输入信号的电压值与电流值进行频率逆变换，获得所述输入信号初始的电压值与电流值。

可选的，对所述输入信号进行三角变换获得解析信号，具体包括：

利用公式u_y(ω,t)＝[u(ω,t-Δt)cos(ωΔt)-u(ω,t)]·cot(ωΔt)+u(ω,t-Δt)sin(ωΔt)对所述输入信号构造虚部信号u_y(ω,t)，u(ω,t)代表输入信号t时刻时节点的电压瞬时值，u(ω,t-Δt)为t-Δt时刻节点电压瞬时值，ω是角速度，t为时间，θ为电压的相位参数，Δt为计算步长；