[发明专利]一种基于扩展临界阻尼调整法的电力系统电磁暂态仿真方法

权利要求书

1.一种基于扩展临界阻尼调整法的电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：输入原始参数，建立电路各元件的微分方程，包括常微分方程和偏微分方程，对于用偏微分方程描述的元件首先进行空间上离散，将其转化为常微分方程，从而形成电磁暂态数值计算统一形式的数学模型：

上式(1)中，x(t)是电磁暂态计算中的待求状态变量；B是与研究对象相关的系数矩阵；g(t)是与系统中的输入信号有关的列向量；

步骤2：电磁暂态数值计算初始化，设置仿真初始时刻t＝0.0s，积分步数n＝0；设定数值积分定步长h以及电磁暂态仿真计算的总时间T；设定系统中各状态变量的初值，即x(t＝0)＝x₀；检测并输入电磁暂态数值计算时的故障或操作；

步骤3：故障或操作判断，根据检测系统在时刻t的检测结果，判断系统有无故障或操作：若无故障或操作，则直接转至步骤4；若有故障或操作，则修改系数矩阵A和激励源g(t)中相应位置的元素，并重新形成方程(1)；

步骤4：数值积分，采用扩展临界阻尼调整法的s步新线性多步法，计算出状态变量在t＝t_n+1＝t_n+h处的值x_n+1；

步骤5：令t＝t_n+1＝t_n+h；n＝n+1；

步骤6：数值积分过程是否终止判断，

若t<T，则转至步骤3)，继续下一时刻的数值积分；

若t≥T，则转至步骤7)；

步骤7：电磁暂态数值仿真结果输出。

2.根据权利要求1所述一种基于扩展临界阻尼调整法的电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于：所述步骤4中，构成扩展临界阻尼调整法中的s步新线性多步法用下述公式来描述：

上式(2)中，β_s是s步新线性多步法的积分系数；h是积分步长；且有

当s＝1时，1步新线性多步法即为隐式欧拉法；

当s＝2时，2步新线性多步法即为2阶的Gear法；

当s＝3时，式(2)变为下式：

或

当s＝4时，式(2)变为下式：

或

3.根据权利要求1所述一种基于扩展临界阻尼调整法的电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于：所述步骤4中，所用到的扩展临界阻尼调整法，其对初值问题(1)的具体求解规则概述为，系统正常情况下，扩展临界阻尼调整法采用隐式梯形积分法(x_n+1＝x_n+h/2(f_n+f_n+1))对(1)作数值积分，仅在系统发生突变如开关操作、线路故障等时刻将数值积分算法切换至式(3)、(4)或式(4)、(5)，同时为保证计算精度将仿真步长变为h/2，以消除数值振荡。

4.一种基于扩展临界阻尼调整法的电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于：系统正常情况下，扩展临界阻尼调整法采用隐式梯形积分法计算，仅在系统发生突变如开关操作、线路故障等时刻将数值积分算法切换至具有L-稳定性的新线性多步法，以消除数值振荡。

5.一种基于扩展临界阻尼调整法的电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于：由于4步新的线性多步法截断误差的主系数的绝对值比后退欧拉法小，因此采用4步新的线性多步法方法和隐式梯形积分法一起构成扩展临界阻尼调整法，并应用于电力系统电磁暂态仿真中。