[发明专利]考虑多重事件发生的电磁暂态仿真方法、装置以及设备

说明书

本发明公开一种考虑多重事件发生的电磁暂态仿真方法、装置以及设备，方法包括：采用隐式梯形积分法计算至t+Δt时刻，搜索是否有事件发生；若有，通过线性插值算法确定事件发生时间t_a，并修改相关状态变量值，重新形成系统节点导纳矩阵；在t_a时刻，根据相关状态变量值和节点导纳矩阵，采用半步长后退欧拉法和换路定理，进行初始化过程；在t_a+Δt/2时刻，搜索是否有其他事件发生，若有，返回步骤2，否则执行步骤5；在t_a时刻，采用带阻尼的隐式梯形积分法和半步长后退欧拉法进行重新同步化过程；计算完成后，继续采用隐式梯形积分法进行下一步长计算。本发明能有效解决多重事件问题，提高仿真精度。此外，本发明还能在保持节点导纳矩阵不变的情况下，提高计算速度。

技术领域

本发明涉及电力系统计算分析技术领域，尤其涉及一种考虑多重事件发生的电磁暂态仿真方法、装置及设备。

背景技术

目前电力系统电磁暂态仿真计算主要采用隐式梯形积分方法，但该方法容易发生数值振荡现象，此外，电力电子元件动作一般是多重事件，随着电力电子元件的增多，其动作频率高、暂态过程快的特点为仿真方法提出了新的挑战。一方面开关动作会存在电感电容元件的换路过程，非状态变量的突变会引发数值振荡；另一方面开关动作时间不在整步长时间点，定步长算法会因开关动作延时引入非特征谐波，导致波形失真。波形失真和数值振荡均会导致计算结果不精确，如果要得到精确的结果，就需要仿真步长变小，对应计算速度会变慢。

发明内容

本发明实提供一种考虑多重事件发生的电磁暂态仿真方、装置及设备，以解决多重事件问题，提高仿真精度。

本发明进一步的目的在于，既能解决多重事件问题，提高仿真精度，又能在保持节点导纳矩阵不变的情况下快速将插值后的仿真时间点与原整步时间点重新同步，提高计算速度。

第一方面，本发明实施例提供一种考虑多重事件发生的电磁暂态仿真方法，包括如下步骤：

步骤1：全局采用隐式梯形积分法计算至t+Δt时刻，搜索是否有事件发生；其中，所述事件为电力电子元件动作；

步骤2：若检测到事件发生，通过线性插值算法确定事件发生时间t_a，并修改相关状态变量值，重新形成系统节点导纳矩阵；若检测不到事件发生，则跳转至步骤6；

步骤3：在t_a时刻，根据修改后的相关状态变量值和重新形成的节点导纳矩阵，采用半步长后退欧拉法和换路定理，进行初始化过程；

步骤4：在t_a+Δt/2时刻，搜索是否有其他事件发生，若检测到其他事件发生，返回步骤2，否则执行步骤5；

步骤5：在t_a时刻，采用带阻尼的隐式梯形积分法和半步长后退欧拉法进行重新同步化过程；

步骤6：计算完成后，继续采用隐式梯形积分法进行下一步长计算。

优选地，所述带阻尼的隐式梯形积分法为：

其中，a为阻尼系数，t为时间，Δt为仿真步长，f(t)为非状态变量，y(t)为状态变量；

当a＝0时，积分方法变为纯隐式梯形积分方法；当a＝1时，积分方法变为后退欧拉法；当0＜a＜1时，积分方法介于梯形积分法和后退欧拉法之间；

优选地，所述采用带阻尼的隐式梯形积分法和半步长后退欧拉法进行重新同步化过程，具体包括：

当0≤t+Δt-t_a≤Δt/2时，仿真步长变为Δt′，根据以下公式计算仿真步长Δt′以及阻尼系数a；

Δt′＝(t+Δt-t_a)+Δt/2；