[发明专利]一种适用于全电磁暂态仿真的三阶段初始化方法及系统

说明书

本发明公开了一种适用于全电磁暂态仿真的三阶段初始化方法及系统，属于电力系统建模与仿真技术领域。本发明方法，包括：针对直流输电系统模型，读入模型参数，并进行潮流计算；通过潮流计算确定机电暂态仿真模型数据，并将机电暂态仿真模型数据转换为全电暂态仿真模型数据；针对全电暂态仿真模型数据，进入三阶段仿真。本发明的具有较好的可操作性，适用于大多数直流输电系统的初始化，也可以适应大多数的电磁暂态仿真软件，具有更好的计算适应性。

技术领域

本发明涉及电力系统建模与仿真技术领域，并且更具体地，涉及一种适用于全电磁暂态仿真的三阶段初始化方法及系统。

背景技术

目前关于电磁仿真及其应用的研究很多，但大多数集中在如何建立电力系统元件的模型及如何提高仿真精度和计算效率方面。全电磁暂态仿真技术应用于大电网稳定性分析主要是为了解决直流输电系统接入后仿真不准确的问题。在交直流混联系统中的全电磁仿真中，模型及系统的初始化在电力系统稳定性分析中是一个必选项，无论是对故障的复现还是电网方式的安排，都需要根据电网不同的运行状态分析电网的稳定性。

在机电暂态仿真中，由于潮流计算与机电暂态的电路在机电暂态程序中，由于潮流计算与机电暂态的电路部分都采用相同的基波向量模型，初始化并不是难题。机电暂态程序采用潮流结果进行初始化，在仿真开始时就会对潮流结果进行校验，存在电压偏差时会报错并退出计算。机电暂态中主要对控制系统的动态进行详细建模，潮流中将控制特性改为了PQ、PV、Vθ节点，控制器的限幅则变为了Qmax、Qmin等限制量，会产生限幅的冲突。除此之外，没有其他初始化问题。

电磁暂态仿真的初始化方法主要分为三种方式：相量解方法、电磁暂态法、潮流解方法。全电磁暂态仿真由于仿真规模较大，向量解方法和电磁暂态法的适用性并不强，一般采用基于潮流解的仿真初始化方法进行求解。但是，直流输电系统由于潮流模型与电磁模型的不一致，其初始化面临着较大的困难，初始化时间更长。

发明内容

针对上述问题本发明提出了一种适用于全电磁暂态仿真的三阶段初始化方法，包括：

针对直流输电系统模型，读入模型参数，并进行潮流计算；

通过潮流计算确定机电暂态仿真模型数据，并将机电暂态仿真模型数据转换为全电暂态仿真模型数据；

针对全电暂态仿真模型数据，进入三阶段仿真，包括：

第一阶段，闭锁直流触发系统，确定交流侧两端电压源的幅值和角度为潮流计算结果，根据潮流计算结果对交流侧同步发电机进行充电和初始化；

第二阶段，利用潮流计算结果中交流侧两端电压源的角度锁定直流控制系统，启动直流电路以及触发系统，对直流电路的预定元件进行充电，并调整交直流接口处的有功功率和无功功率误差；

第三阶段，将直流输电系统的直流控制系统进行反向初始化，并将控制系统放开，使直流输电系统进入全电磁暂态的常规仿真。

可选的，将机电暂态仿真模型数据转换为全电暂态仿真模型数据，准换后全电暂态仿真模型数据中发电机模型采用

采用dq变换模型；全电暂态仿真模型数据中线路模型，包括：网络内部采用PI模型，分网联络线采用分布参数模型；全电暂态仿真模型数据中负荷模型采用恒阻抗模型，三相等效模型使用对称的星型接线方式。

可选的，第一阶段的同步发电机的充电过程，包括：

将同步发电机转换为电压源模型，对电压源模型进行预设时间的仿真；

将电压源模型转换为同步发电机模型，电磁方程部分放开，转动方程部分锁定，采用恒转速模式进行计算；

将同步发电机模型的转动方程部分放开，同步发电机模型部分转化为正常模式仿真，获取测量值；