[发明专利]保留无源性的大规模配电网络电磁暂态仿真模型化简方法

摘要

一种保留无源性的大规模配电网络电磁暂态仿真模型化简方法：将大规模智能配电系统分为相联系的外部系统和研究系统两部分；分别建立外部系统和研究系统的电磁暂态仿真模型；设定低维系统模型阶数q；根据外部系统状态-输出方程模型，计算A=-G^-1C，R=G^-1B；根据外部系统输入量个数，选择相应的基底计算方法，求取q维krylov子空间K_q(A,R,q)的标准正交基底V；计算C_q=V^TCV，G_q=V^TGV，B_q=V^TB，L_q=V^TL，得到低维简化系统模型利用外部系统简化的降阶模型替代原有的外部系统模型，并与研究系统详细模型联立进行仿真计算得到研究系统内部详细的暂态过程。本发明具有精确度高、稳定性好、算法简单、易于实现的特点。

主权项

1.一种保留无源性的大规模配电网络电磁暂态仿真模型化简方法，其特征在于，包括如下步骤： 1）根据不同电气元件在研究中所处位置的不同，将大规模智能配电系统分为外部系统和研究系统两部分，二者间通过若干支路相联系； 2）分别建立外部系统和研究系统的电磁暂态仿真模型，对于研究系统来说，由于特别关注内部详细的动态响应特性以及与外部系统的相互影响，需采用详细模型表示；而外部系统自身内部动态过程不受关注，需建立状态-输出方程模型：其中C、G、B、L为模型相关计算矩阵，u为模型输入量，y为模型输出量，x为模型状态变量；3）根据仿真实际需求及计算资源设定低维系统模型阶数q，q<<n，其中n表示原外部系统模型的阶数； 4）根据步骤2）中的外部系统状态-输出方程模型，计算A=-G^-1C，R=G^-1B，其中矩阵G、B、C分别为步骤2）得到的外部系统状态-输出方程中的相关计算矩阵； 5）根据外部系统配电网络输入端口的个数N，即外部系统输入量个数，亦即外部系统状态方程中输入矩阵B的列数，选择相应的基底计算方法，求取q维Krylov子空间 K_q(A,R，q)＝(R，AR,A²R，…,A^k-1R,A^kr₁,…,A^kr_l) 的标准正交基底V，其中l＝q-kN，q为步骤3）中得到的低维系统模型阶数，A和R均为步骤4）计算所得；6）利用基底V，计算C_q=V^TCV，G_q=V^TGV，B_q=V^TB，L_q=V^TL，得到低维简化系统模型其中V是步骤5）计算得到的标准正交基底，矩阵G、B、C分别为步骤2）得到的外部系统状态-输出方程中的相关计算矩阵；7）利用步骤6）中得到的外部系统简化的降阶模型替代原有的外部系统模型，并与步骤2）中得到的研究系统详细模型联立进行仿真计算得到研究系统内部详细的暂态过程。