[发明专利]一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法

权利要求书

1.一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、划分机电暂态网络与电磁暂态网络的范围，具体是将需要重点关注研究的含有快速电磁暂态响应的电力电子设备的关键区域作为电磁暂态网络，非关键区域的系统网络作为机电暂态网络；

步骤2、分别建立机电暂态网络与电磁暂态网络的系统模型，其中，电磁暂态网络采用RTLAB进行eMEGAsim建模，机电暂态网络采用RTLAB进行ePHASORsim建模；

步骤3、建立基于分频阻抗补偿接口算法的接口等值模型，包括电磁暂态网络等值模型与机电暂态等值模型的建模；其中电磁暂态网络等值采用定义接口受控电流源方式，机电暂态网络等值采用接口受控电压源与分频阻抗方式；

步骤4、分别建立机电暂态网络与电磁暂态网络数据转换模型与交互方式；

步骤5、整合机电暂态网络、电磁暂态网络系统模型，得到机电-电磁暂态实时混合仿真系统，将基于分频阻抗补偿接口算法的接口等值模型对应的添加到机电暂态网络与电磁暂态网络中，形成机电-电磁暂态实时混合仿真系统，利用实时数字仿真器实现机电-电磁暂态实时混合仿真。

2.根据权利要求1所述一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于，电磁暂态网络等值采用定义接口受控电流源的方式，将电磁暂态网络接口处的电磁暂态仿真计算结果作为注入电流源并入机电暂态网络的接口边界节点，用于模拟电磁暂态网络的快速暂态特性。

3.根据权利要求1所述一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于，建立机电暂态网络等值模型包括以下步骤：

步骤1，定义接口受控电压源：将机电网络接口处的机电暂态仿真计算结果作为电压源并入电磁暂态网络的接口节点处，用于模拟机电暂态网络的慢速基频机电暂态特性；

步骤2，分频阻抗建模：得到机电暂态网络频率特性曲线，截取扫描频率范围内的特性曲线，得到分频阻抗的频率特性曲线；分频阻抗能够精确模拟机电暂态网络的高频特性。

4.根据权利要求3所述一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于，分频阻抗建模包括以下步骤：

步骤1，频率扫描：在全频段范围内扫描机电暂态网络的谐波阻抗,得到扫描频率范围内的频率-阻抗特性曲线；

对于机电暂态网络其节点方程如下：

YU＝I (1)

对于给定某一频率后，只需对于所求解的等值阻抗节点对应的电流元素赋1，其他节点对应电流元素赋0，求解得到的接口点处的电压值即为此频率下的系统等值阻抗；选定接口分界点后,只需在接口分界点的母线处注入单位电流,其它母线处注入电流都为零,即式(1)中的节点注入电流向量I不变,而在各个不同的频率下,都重新计算节点导纳矩阵Y,进而求得该母线上的电压值,那么一系列不同频率下的电压值就够成了从策动点母线看进去的交流系统等值阻抗的变化规律；

步骤2，截取分频阻抗特性曲线：将得到的扫描频率范围内的频率-阻抗特性曲线去除机电暂态网络基频以下的响应特性，得到频率-分频阻抗特性曲线；

步骤3，封装元件：利用simulink的自定义元件功能，将频率-分频阻抗特性曲线封装成电气元件，与接口受控电压源组成机电暂态网络的接口等值模型。

5.根据权利要求4所述一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于，交互延时误差补偿阻抗网络：分析交互延时误差的影响，将其等效为一个阻抗网络，在混合仿真中串入一个负阻抗网络进行补偿消除误差影响。

6.根据权利要求1所述的一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于，步骤4中，建立机电暂态网络与电磁暂态网络数据转换模型与交互方式：三相瞬时值转换为基波相量值采用离散傅里叶算法提取基波相量，两侧数据交互时序采用并行传输的接口交互时序。

7.根据权利要求1所述的一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法，其特征在于，步骤5中，机电-电磁暂态实时混合仿真采用的实时数字仿真器为OP5600仿真器。