[发明专利]一种电热耦合系统建模仿真方法、系统、设备和介质

权利要求书

1.一种电热耦合系统建模仿真方法，其特征在于，包括：

将电网相关参数和热网相关参数输入到预先构建的电热耦合系统模型中；

对所述电热耦合系统模型进行循环仿真，直至所述仿真时长超过预先设置的总仿真时长的阈值，仿真结束，输出各仿真步长末电热耦合系统模型的仿真参数变化量；

其中，所述电热耦合系统模型是基于电磁-机电暂态混合仿真框架和电-热类比关系构建的，所述电热耦合系统模型包括：电网相量模型、热网等效电路模型和耦合元件模型，所述电磁-机电暂态混合仿真框架包括：机电暂态仿真框架和电磁暂态仿真框架。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电热耦合系统模型的构建，包括：

在所述机电暂态仿真框架中，基于电网的拓扑参数和相量法，构建所述电网相量模型；

在所述电磁暂态仿真框架中，基于所述电-热类比关系和热力管道的能量守恒关系，构建所述热网等效电路模型；

在所述机电暂态仿真框架中，构建动态负荷模型作为电网侧，在所述电磁暂态仿真框架中，构建受控电流源作为热网侧，并通过数据接口将所述电网侧和热网侧进行连接，构建所述耦合元件模型；

基于所述耦合元件模型将所述电网相量模型和所述热网等效电路模型进行耦合得到所述电热耦合系统模型。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热网等效电路模型的构建，包括：

在所述电磁暂态仿真框架中，将热力管道在水流方向离散化成多段长度相等的管段，并基于所述电-热类比关系和热力管道的能量守恒关系，构建单段热力管道等效电路模型；

将多个所述单段热力管道等效电路模型串联，构成所述热网等效电路模型。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单段热力管道等效电路模型，计算式如下：

其中，C_t,pⁱ_,j为t时刻管段j处的等效热容，T_j为管段j处的水温，为流入管段j的焓流，为流出管段j的焓流，为x轴法线方向上的热流。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将电网相关参数和热网相关参数输入到预先构建的电热耦合系统模型中，包括：

将所述电网相关参数输入到所述电网相量模型中；

将所述热网相关参数输入到所述热网等效电路模型中；

其中，所述电网相关参数包括：电网工频、源端参数、线路阻抗和负荷参数；所述热网相关参数包括：热力管道的管道参数和环境参数。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述电热耦合系统模型进行循环仿真，直至所述仿真时长超过预先设置的总仿真时长的阈值，仿真结束，输出各仿真步长末电热耦合系统模型的仿真参数变化量，包括：

步骤S1：初始化仿真时长；

步骤S2：对所述电网相量模型进行仿真，获取电网各节点的电压和电流的相量信号；

步骤S3：将所述相量信号输入到所述耦合元件模型的电网侧，通过数据接口将相量信号转换成实信号；

步骤S4：将所述实信号输入到所述热网等效电路模型中，进行热网等效电路模型仿真，获取仿真步长末电网相量模型的仿真参数变化量和热网等效电路模型的仿真参数变化量；

步骤S5：更新边界条件，增加一个预先设置的仿真步长后，跳转至步骤S2，直至所述仿真时长超过预先设置的总仿真时长的阈值，仿真结束，输出各仿真步长末电网相量模型的仿真参数变化量和热网等效电路模型的仿真参数变化量；

其中，所述仿真参数变化量至少包括下述的一种或多种：电网电压变化量、电网电流变化量、电网功率变化量和热网节点温度变化量。