[发明专利]一种带通滤波器的电磁暂态建模方法及装置

说明书

本申请公开了一种带通滤波器的电磁暂态建模方法及装置，所述方法包括：基于包含带通滤波器的电路的拓扑结构，以及电路的电阻和电容信息，确定对带通滤波器电磁暂态建模的时间常数、增益倍数、第一截止频率因子、第二截止频率因子，基于带通滤波器的频域输出变量、频域输入变量、增益倍数、时间常数、第一截止频率因子、第二截止频率因子以及拉普拉斯算子，构建带通滤波器的电磁暂态频域模型，将电磁暂态频域模型进行时域转换，得到时域积分模型，并对时域积分模型离散化，得到带通滤波器的电磁暂态模型。在将电磁暂态频域模型转换为时域模型后，不会产生冲激函数，最终得到带通滤波器的电磁暂态模型的滤波更平滑、精度更高，更具实用性。

技术领域

本申请涉及自动控制领域，更具体的说，是涉及一种带通滤波器的电磁暂态建模方法及装置。

背景技术

随着用电需求的日益增长，在用电高峰期间，电力系统中电信号的频率可能发生振荡，较大的振幅会影响电路正常运转，带通滤波器能够过滤截止频率之外的信号，维护电力系统电路的正常运转，因此带通滤波器在电力系统中具有极其关键的作用。

现有的带通滤波器在电磁暂态建模中，会使得建立的带通滤波器时域模型含有冲激函数项，冲激函数为特殊的分段函数，使得带通滤波器的滤波不平滑、滤波精度低，不利于实时仿真使用。

如何对带通滤波器进行高精度滤波的电磁暂态建模，是需要关注的问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种带通滤波器的电磁暂态建模方法及装置，以实现高精度滤波的滤波器。

为了实现上述目的，现提出具体方案如下：

一种带通滤波器的电磁暂态建模方法，包括：

基于包含带通滤波器的电路的拓扑结构，以及所述电路的电阻和电容信息，确定对所述带通滤波器进行电磁暂态建模的时间常数、增益倍数、第一截止频率因子、第二截止频率因子；

利用如下函数，构建所述带通滤波器的电磁暂态频域模型：

其中，Y(s)表示所述带通滤波器的频域输出变量，X(s)表示所述带通滤波器的频域输入变量，G表示所述带通滤波器的增益倍数，T表示所述带通滤波器的时间常数，K表示所述带通滤波器的第一截止频率因子，a表示所述带通滤波器的第二截止频率因子，s表示拉普拉斯算子；

将所述电磁暂态频域模型进行时域转换，得到转换后的时域积分模型：

其中，t表示时间变量，Y(t)表示所述带通滤波器在t时刻的时域输出变量，X(t)表示所述带通滤波器在t时刻的时域输入变量；

对所述时域积分模型离散化，得到所述带通滤波器的电磁暂态时域模型。

可选的，对所述时域积分模型离散化，得到所述带通滤波器的电磁暂态时域模型，包括：

对所述时域积分模型离散化，得到所述带通滤波器的时域电磁暂态基本模型：

其中，t-Δt表示在t时刻的Δt时间之前的时刻，X(t-Δt)表示所述带通滤波器在t-Δt时刻的时域输入变量，Y(t-Δt)表示所述带通滤波器在t-Δt时刻的时域输出变量；

分离所述带通滤波器在t时刻的时域输出变量，得到所述带通滤波器的电磁暂态时域模型：

可选的，在得到所述带通滤波器的电磁暂态时域模型之后，还包括：

将所述带通滤波器的电磁暂态时域模型应用于所述带通滤波器，得到电磁暂态带通滤波器。

一种带通滤波器的电磁暂态建模装置，包括：