[发明专利]一种电力系统全过程动态仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力系统全过程动态仿真方法及系统，所述方法包括：利用电力系统的元件参数及网络拓扑结构构建电力仿真混合系统，利用电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型同步进行电力系统全过程的混合仿真，在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，控制所述电磁暂态仿真模型退出仿真，所述机电暂态仿真模型继续进行电力系统全过程的仿真，在所述电力仿真混合系统进入中期动态过程后，对状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分机电仿真子模型进行断开操作，对状态变量不满足预设的机电稳态条件的另一部分所述机电仿真子模型进行向前仿真。本发明能够通用于电力系统不同暂态过程的仿真分析，实现仿真效率、规模和速度的统一。

技术领域

本发明涉及电力系统仿真领域，尤其涉及一种交直流混联电力系统全过程动态仿真方法及系统。

背景技术

根据电力系统受到扰动后的动态过程作用时间的长短，暂态过程通常可以分为三部分：电磁暂态过程、机电暂态过程和中长期过程。电力系统受扰动后的电磁、机电和中长期动态过程是相互联系和相互影响的，并没有明确的界线。因此，电力系统从电磁暂态、机电暂态到中长期动态过程是一个连续的过程，电磁过程、机电暂态过程、中长期过程对电力系统不同时间尺度下的刻画，相互之间相辅相成，往往是密不可分的。

电磁暂态仿真受限于仿真规模和仿真速度，仅能对局部的区域进行精细化的模拟，难以对完整的交直流混联系统进行仿真，且仿真速度过慢，不利于进行多故障扫描，而中长期动态仿真、机电暂态仿真可以对大规模电网进行较快的仿真计算，但均无法精确模拟现代电力系统中越来越多的电力电子设备的动态行为，其难以反映直流的换相失败过程，对电网的运行和控制造成较大的误差。上述各种仿真分析技术都各自存在缺陷，若能进一步融合各种分析技术，对于不同的仿真局部采用不同的仿真分析技术，集成各种分析技术的优势，实现全过程动态的一体化仿真，具有重大的现实意义。

发明内容

本发明提供一种电力系统全过程动态仿真方法及系统，以解决现有技术不具备适用于不同暂态过程的融合性仿真技术，本发明能够通用于电力系统不同暂态过程的仿真分析，实现仿真效率、规模和速度的统一。

本发明实施例提供一种电力系统全过程动态仿真方法，包括如下步骤：

利用电力系统的元件参数及网络拓扑结构构建电力仿真混合系统，获得所述电力系统的初始运行状态参数；其中，所述电力仿真混合系统包括电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型，所述机电暂态仿真模型由电磁仿真子模型和多个机电仿真子模型组成，所述初始运行状态参数包括所述电力系统各个节点的初始电压和初始注入功率；

根据所述初始运行状态参数，利用所述电磁暂态仿真模型和所述机电暂态仿真模型同步进行电力系统全过程的混合仿真，并输出所述电磁暂态仿真模型的电磁暂态仿真结果、所述机电暂态仿真模型的机电暂态仿真结果；

在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，控制所述电磁暂态仿真模型退出仿真，所述机电暂态仿真模型继续进行电力系统全过程的仿真，所述电磁仿真子模型输出电磁暂态仿真子结果，所述机电仿真子模型输出机电暂态仿真子结果；

在所述电力仿真混合系统进入中期动态过程后，对状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分所述机电仿真子模型进行断开操作，对状态变量不满足预设的机电稳态条件的另一部分所述机电仿真子模型进行向前仿真直至仿真结束，并输出所述电力仿真混合系统的仿真结果；其中，所述仿真结果包括所述电力仿真混合系统各个节点的电压、功率、发电机功角曲线和发电机相对摇摆角曲线。

优选地，在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，所述电磁暂态仿真模型向所述机电暂态仿真模型发送稳态进入信号；

所述机电暂态仿真模型响应于所述稳态进入信号，向所述电磁暂态仿真模型反馈退出信号，以使所述电磁暂态仿真模型退出仿真。

优选地，所述预设的电磁稳态进入条件如公式(1)所示：