[发明专利]移频电磁暂态仿真的优化方法、装置和电子设备

说明书

本发明提供一种移频电磁暂态仿真的优化方法、装置和电子设备，包括：基于当前时步由移频频率计算得到的节点电压和支路电流，确定电流幅值和电压频率；基于所述电流幅值和所述电压频率确定当前时步的最优移频频率；采用所述当前时步的最优移频频率更新所述移频频率，用于下一时步的节点电压和支路电流的计算。本发明提供的方法、装置和电子设备，能通过在仿真过程中逐渐更新优化移频频率使得移频频率达到最优，保证仿真输出电流、电压仿真结果的准确率。

技术领域

本发明涉及电磁暂态仿真技术领域，尤其涉及一种移频电磁暂态仿真优化方法、装置和电子设备。

背景技术

目前，尚无解析方法可准确评估大规模双高电力系统安全稳定水平，电力系统方式研究和运行调度高度依赖时域仿真。双高电力系统的故障动态过程受电力电子器件开关过程和快速控制保护逻辑影响，时间尺度较小，传统机电暂态仿真难以准确刻画。为了准确刻画双高电力系统的暂态过程，必须使用电磁暂态仿真程序EMTP。

在用EMTP对交流电力系统进行仿真时，由于50Hz或60Hz的交流载波频率的存在，其仿真步长存在一个上限，这导致了仿真效率低。为了提高仿真效率，现有技术提出了基于移频分析(SFA)的仿真方法，首先基于希尔伯特变换构造电力系统中电压、电流信号的复数信号，然后对复数信号进行移频变换得到复包络信号，并基于复包络构造元件的移频分析方程。复包络信号的频率远小于原信号的频率。所以，可在不损失精度的前提下增大仿真步长，进而实现高效、准确的电磁暂态仿真。众多学者将移频仿真方法应用于传输线、感应电机、同步电机、风机、模块化多电平换流器等，建立了上述元件的移频仿真模型。

可以发现，所有现有的移频电磁仿真在仿真过程中的移动频率都为50hz(或60hz)。然而，基频可能不是最佳移频移频。如果仿真中的信号包含多个频率分量，例如谐波和振荡等情况，则当频谱以基频为移频频率时，仿真仍可能存在较大的误差。

因此，如何避免现有的移频电磁仿真中由于采用的基频不是最佳移频造成的仿真误差大的情况，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种移频电磁暂态仿真的优化方法、装置和电子设备，用以解决现有的移频电磁仿真中由于采用的基频不是最佳移频造成的仿真误差大的问题，通过在进行电磁暂态仿真求解电压和电流的每一个时步也对移频频率进行优化更新，使得移动频率随着时步的推移逐渐达到最优，即和设置的时步最匹配能使仿真准确率最高，因此，在达到最优移频频率后续进行电磁暂态仿真则可以输出准确的电流、电压结果。

本发明提供一种移频电磁暂态仿真的优化方法，该方法包括：

基于当前时步由移频频率计算得到的节点电压和支路电流，确定电流幅值和电压频率；

基于所述电流幅值和所述电压频率确定当前时步的最优移频频率；

采用所述当前时步的最优移频频率更新所述移频频率，用于下一时步的节点电压和支路电流的计算。

根据本发明提供的一种移频电磁暂态仿真的优化方法，还包括：

若所述下一时步达到预设仿真时长，则结束下一时步的节点电压和支路电流的计算。

根据本发明提供的一种移频电磁暂态仿真的优化方法，所述基于所述电流幅值和所述电压频率确定当前时步的最优移频频率，具体包括：

以所述电流幅值和所述电压频率确定的实测解析信号响应与所述电流幅值和所述电压频率确定的理论解析信号响应之间的误差最小为约束条件，确定当前时步的最优移频频率。

根据本发明提供的一种移频电磁暂态仿真的优化方法，所述实测解析信号响应的确定，具体包括：

基于所述电流幅值和所述电压频率确定线性时不变LTI系统的输入；

基于所述输入确定移频电磁暂态建模中的实测解析信号响应。