[发明专利]一种基于模型分割法的变电站实时仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于模型分割法的变电站实时仿真方法，它包括：步骤1、在主变上采用理想变压器模型(ideal transformer model，ITM)法将枢纽变电站模型分割成规模大小相等的子系统，在不对变电站内部开关及非线性元件进行处理的情况下实现变电站的电磁暂态实时仿真；步骤2、将三绕组变压器的星型等效电路转化为三角型等效电路，再采用ITM法对其进行模型分割；以实现电压和电流的一对一传输；步骤3、针对枢纽变电站在模型分割后产生的数值稳定性问题，采用混合积分法来消除波形失真；解决了枢纽变电站给仿真机带来的实时化处理困难和很难保证分割模型的均衡性和数值的稳定性等技术问题。

技术领域

本发明涉及智能变电站及其装备技术领域，具体地涉及适用于变电站的实时仿真方法。

背景技术

随着变电站的快速发展，关于变电站的仿真建模技术日益趋于成熟，变电站仿真系统已经涵盖了变电站的规划、设计、运行、保护及变电运行工培训等各方面；同时，现代化监控系统以及新型互感器、断路器、智能电子设备等装置的出现，不仅影响了变电站的构建及实现方式，同时也使变电站的测试方式发生了重大变化。

在发达社会中，无论工业用户还是居民用户都对供电可靠性的要求越来越高，这对于智能变电站的实时性要求更加严格。硬件在环仿真(HIL)可以对变电站智能化二次设备进行闭环测试，验证保护装置动作的正确性以及测控系统的逻辑性，变电站电磁暂态实时仿真是硬件在环仿真实现的基础。但变电站中开关数量众多，实时仿真机的存储量和预计算量随开关数呈指数增加，当系统所需的存储量和预计算量超过单台实时仿真机的限度时，会因计算量过大而导致计算失败，所以单个实时仿真机较难实现对枢纽变电站进行全规模实时数字仿真。模型分割方法是实现枢纽变电站实时仿真的有效方法，同时接口算法的选择是决定模型分割是否成功的关键。

值得注意的是，以往文献所提出的一些分割方法和接口算法实现难度较大，并且很难保证分割模型的均衡性和数值的稳定性。所以，有必要对适用于变电站实时电磁暂态计算仿真建模方法进行研究。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于模型分割法的变电站实时仿真方法，达到对原整体模型进行解耦、降阶和缩短计算时间的目的，以解决枢纽变电站给仿真机带来的实时化处理困难和很难保证分割模型的均衡性和数值的稳定性等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于模型分割法的变电站实时仿真方法，它包括：

步骤1、在主变上采用理想变压器模型(ideal transformer model，ITM)法将枢纽变电站模型分割成规模大小相等的子系统，在不对变电站内部开关及非线性元件进行处理的情况下实现变电站的电磁暂态实时仿真；

步骤2、将三绕组变压器的星型等效电路转化为三角型等效电路，再采用ITM法对其进行模型分割；以实现电压和电流的一对一传输。

步骤3、针对枢纽变电站在模型分割后产生的数值稳定性问题，采用混合积分法来消除波形失真。

步骤1所述在主变上采用理想变压器模型法将枢纽变电站模型分割成规模大小相等的子系统时，分割子系统的联立运行需要各绕组的电压和电流作为电气联络量成对传输。

对所述的分割模型各子系统采用两种或以上积分算法进行求解，对每个子系统接口处的电感元件采用梯形积分法，剩余元件采用后退欧拉法求解，以使联解信号的单位延时使每个步长的信号幅值误差小于1，从而间接对接口延时引起的幅值误差进行补偿。

本发明有益效果：