[发明专利]一种消除外部时延的控制系统电磁暂态仿真方法

说明书

本发明公开了一种消除外部时延的控制系统电磁暂态仿真方法，包括如下步骤：步骤S1，于t时刻，基于改进的补偿法消除控制系统和电气系统间的延时；步骤S2，更新t时刻所述控制系统中所有电压和电流源；步骤S3，通过前代运算形成控制系统方程组的右端项；步骤S4，通过回代运算得到所述控制系统中所有未知变量，包括非线性元件；步骤S5，更新历史项；步骤S6，输出所述控制系统的变量，返回步骤S1进行下一时步计算。

技术领域

本发明涉及电力系统计算分析技术领域，特别是涉及一种消除外部时延的控制系统电磁暂态仿真方法。

背景技术

由于控制系统方程形成的矩阵是不对称的，而且不能表示成等值网络形式，目前广泛用于工程实际计算的电力系统电磁暂态仿真软件中，控制系统与电气系统是分别求解的，这就会存在外部时延，即电气系统解的输出量在同一时步中可以作为控制系统的输入量，但是控制系统的输出量却只能作为下一时步电气系统的输入量，这样会影响控制系统和电气系统解的稳定性和精确性，仅靠减小仿真步长在某些情况下是无效的。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种消除外部时延的控制系统电磁暂态仿真方法，既能在牺牲极少的仿真时间情况下有效解决外部时延问题，提高仿真精度，又程序实现简单，兼顾仿真效率，非常适合用于工程实际计算的电力系统电磁暂态仿真软件开发。

为达上述目的，本发明提出一种消除外部时延的控制系统电磁暂态仿真方法，包括如下步骤：

步骤S1，于t时刻，基于改进的补偿法消除控制系统和电气系统间的延时；

步骤S2，更新t时刻所述控制系统中所有电压和电流源；

步骤S3，通过前代运算形成控制系统方程组的右端项；

步骤S4，通过回代运算得到所述控制系统中所有未知变量，包括非线性元件；

步骤S5，更新历史项；

步骤S6，输出所述控制系统的变量，进行下一时步计算。

优选地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，t时刻，计算不考虑控制系统电流注入补偿下的电气系统网络解；

步骤S101，更新t时刻控制系统中所有电压和电流源，包括电气系统输入到控制系统的电压V_ij；

步骤S102，引入内部变量和梯形法形成描述所述控制系统的代数方程组；

步骤S103，通过前代运算形成所述控制系统代数方程组的右端项；

步骤S104，通过回代运算得到所述控制系统中所有未知变量X1，包括非线性元件；

步骤S105，将所述电气系统等值为戴维南电路，计算所有的控制系统接口处对应的戴维南电压和阻抗，计算电气系统输入到控制系统的电压V_ij，并更新所述电气系统其他节点电压；

步骤S106，检查计算得到的电气系统输入到控制系统的电压V_ij是否收敛，若收敛，则进入步骤S2，否则返回步骤S101。

优选地，于步骤S100中，将所有控制系统与电气系统接口变量定义为电流注入I，并将所述电流注入I叠加在不考虑控制系统的电气系统网络解上。

优选地，于步骤S101中，所述电气系统输入到控制系统的电压V_ij的初始值采用上一时步的值。

优选地，步骤S102进一步包括：

利用传递函数表示所述控制系统；

采用微分算子代入所述传递函数表示的控制系统，得到线性n阶微分方程式；