一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法

摘要

一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法，利用化简前后模型传递函数的差异来近似表征配电系统模型的化简误差，而不需要对初始高维系统模型进行实际仿真计算，大大提升了误差估计效率；基于这一误差估计方法，可以快速有效地计算出任意维数简化模型的化简误差，以此误差为依据进行模型迭代生成即可自动确定满足仿真精度要求的简化模型；此外，本发明方法与待化简配电网络结构、参数等性质无关，具有良好的仿真适应性，使大规模配电系统模型化简的程序化自动实现成为可能。

主权项

一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立待化简外部系统配电网络的初始状态空间模型式中，C、G为模型计算矩阵，B为输入矩阵，L为输出矩阵，上标T为转置运算，x为系统状态变量，v_p为系统输入电压，i_p为系统输出电流，并假设所述模型状态变量x的维数为n_original，输入电压v_p的维数为n_p；2)根据仿真精度需要，设定模型化简误差控制阈值ε；3)根据仿真步长Δt，计算输入频率边界f₀＝1/(10Δt)，以及复频率上限s₀＝j(2πf₀)，j为复数算子；4)计算初始状态空间模型在s₀位置的频域响应H(s₀)＝L^T(s₀C+G)^‑1B；5)根据输入电压v_p的维数n_p，计算简化模型维数迭代初值q₀＝2×n_p，并设定当前简化模型维数q＝q₀；6)若当前简化模型维数q≥n_original，则提示误差控制阈值过小，计算结束；否则利用配电系统模型化简方法，计算q维简化模型式中，其中x_q＝Q^Tx为简化的状态变量，C_q＝Q^TCQ、G_q＝Q^TGQ为简化的计算矩阵，B_q＝Q^TB为简化的输入矩阵，L_q＝Q^TL为简化的输出矩阵，Q为通过线性系统化简方法得到的空间投影矩阵；7)计算步骤6)得到的q维简化模型在s₀位置的频域响应8)计算q维简化模型的化简误差式中H(s₀)和H_q(s₀)分别由步骤4)和步骤7)计算得到，算子||||₂表示取2‑范数；9)比较化简误差e与误差控制阈值ε，若e≤ε则进入下一步骤；否则增大简化模型维数，并返回步骤6)；10)得到当前简化模型维数q以及q维简化模型即为所求。