[发明专利]一种快速暂态过电压全过程高效仿真系统及仿真方法

说明书

一种快速暂态过电压全过程高效仿真系统及仿真方法，属于电力系统过电压仿真计算技术领域。其特征在于：包括主控模块以及依次连接的数据输入模块、稳态计算模块、击穿判断模块、暂态计算模块息弧判断模块、开关过程模块以及数据存储模块。还包括如下步骤：步骤a，输入初始数据；步骤b，进行稳态计算；步骤c，判断是否击穿；步骤d，进行暂态计算；步骤e，判断高频电流是否过零；步骤f，单次燃烧结束，计算燃弧次数；步骤g，开关过程是否结束；步骤h，结束。在本快速暂态过电压全过程高效仿真系统及仿真方法中，通过设置暂态计算模块和稳态计算模块，将仿真过程分为稳态计算和暂态计算两部分，使仿真计算结果更加的准确。

技术领域

一种快速暂态过电压全过程高效仿真系统及仿真方法，属于电力系统过电压仿真计算技术领域。

背景技术

气体绝缘开关设备(Gas Insulated Switch-gear，GIS)因其具有维护方便，结构紧凑、占地面积小等优点，在电力系统中的超高压、特高压系统得到了大规模应用。在GIS变电站中，快速暂态过电压(Very Fast Transient Over-voltage，VFTO)主要是由断路器、隔离开关和接地开关操作产生的，其中隔离开关操作是其产生的主要原因，如图3所示。快速暂态过电压对气体绝缘开关设备及与其相连的电气设备威胁很大，是近年来研究人员普遍研究的问题。

以往对在快速暂态过电压仿真计算的时候，一般仅仅考虑隔离开关操作中一次电弧燃烧产生快速暂态过电压的情景，隔离开关整个动作全过程中产生的快速暂态过电压情况并不能由一次燃弧过程来仿真得出，因此提出一种快速暂态过电压全过程高效仿真的方法及系统，对于快速暂态过电压特性的深化研究有重要的理论意义和实用价值。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过设置暂态计算模块和稳态计算模块，将仿真过程分为稳态计算和暂态计算两部分，使仿真计算结果更加准确的快速暂态过电压全过程高效仿真系统及仿真方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该快速暂态过电压全过程高效仿真系统，其特征在于：包括主控模块以及依次连接的数据输入模块、稳态计算模块、击穿判断模块、暂态计算模块息弧判断模块以及开关过程模块，其中数据输入模块、稳态计算模块以及暂态计算模块的输出端与主控模块的输入端相连，主控模块的输出端分别与稳态计算模块、击穿判断模块、暂态计算模块息弧判断模块以及开关过程模块的输入端相连，击穿判断模块的输出端还与稳态计算模块的输入端相连，息弧判断模块的输出端还与暂态计算模块的输入端相连；还设置有数据存储模块，数控模块的输出端与数据存储模块的输入端相连。

优选的，还设置有仿真信息修改模块，仿真信息修改模块的输出端分别与所述的稳态计算模块以及暂态计算模块相连，主控模块的输出端与仿真信息修改模块的输入端相连。

优选的，还设置有仿真结果输出模块，所述主控模块以及数据存储模块的输出端与仿真结果输出模块的输入端相连。

优选的，所述的稳态计算模块采用隔离开关动作过程中电弧熄灭时的稳态计算模型。

优选的，所述的稳态计算模型包括电源、电源侧母线模型、负载侧母线模型以及π型引线模型。

优选的，所述的稳态计算模型包括电源，电源侧母线和负载侧母线模型和π型引线模型。

优选的，所述的暂态计算模块采用电磁暂态模型。

优选的，所述的电磁暂态模型包括隔离开关模型，变压器模型，均匀传输线的GIS母线模型，避雷器模型和入口套管模型，其中隔离开关模型包括断口对地电容，断口间电容和燃弧电阻。

一种利用快速暂态过电压全过程高效仿真系统实现的仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a，由数据输入模块在开始计算时输入计算需要的初始数据；