一种电力系统的连续长时间稳定运行的混合实时仿真方法

摘要

本发明涉及一种电力系统的连续长时间稳定运行的混合实时仿真方法，属于电力系统暂态仿真技术领域。为电力系统建立混合实时仿真交互计算系统及其解析分析模型，从分网接口处分成电磁暂态侧系统和机电暂态侧系统，对解析分析模型中的状态矩阵进行特征值分析，得计算系统模态，对模态进行判断，根据判断结果设置一阶惯性系统，对解析分析模型中的稳态增益进行校验，根据校验结果设置比例系数，继而实现平启动。本方法使得混合仿真能够稳定进行；并保证混合实时仿真无稳态误差，使得混合实时仿真能够连续长时间进行，且不影响混合实时仿真暂态和动态过程的模拟；能够保证混合实时仿真在闭环后3秒内达到稳态，且进行8小时以上的连续混合实时仿真。

主权项

1.一种电力系统的连续长时间稳定运行的混合实时仿真方法，其特点在于该方法包括以下步骤：(1)为电力系统建立一个混合实时仿真交互计算系统，将电力系统从分网接口处分成电磁暂态侧系统和机电暂态侧系统，为上述混合实时仿真交互计算系统建立一个解析分析模型，该解析分析模型包括上述电磁暂态侧系统的第一仿真接口量交互与处理系统和第一端口响应模型以及上述机电暂态侧系统的第二仿真接口量交互与处理系统和第二端口响应模型；(2)将上述解析分析模型的状态空间描述为$\begin{array}{c}\stackrel{.}{x}=\mathrm{Ax}+\mathrm{Bu}\\ y=\mathrm{Cx}+\mathrm{Du}\end{array},$其中x为混合实时仿真交互计算系统的状态量，y为混合实时仿真交互计算系统的输出量，A、B、C和D为状态空间描述系数矩阵，对矩阵A进行特征值分析，得到混合实时仿真交互计算系统的模态，若所有模态的阻尼比大于或等于设定值α，则确定混合仿真交互计算系统为稳定运行，若所有模态的阻尼比小于设定值α，则在第一仿真接口量交互与处理系统输出位置加入一阶惯性系统，该一阶惯性系统的频域表达式为其中T₁为时间常数设定值，T₁取值范围为5毫秒-20毫秒，α取值范围为5％-10％；(3)分别对上述解析分析模型中的第一仿真接口量交互与处理系统的稳态增益β₁以及第二仿真接口量交互与处理系统的稳态增益β₂进行校验，若β₁＝1且β₂＝1，则混合实时仿真交互计算系统为无稳态误差状态，若β₁≠1，则在第一仿真接口量交互与处理系统的输出位置即第一端口响应模型的输入端加入比例系数γ₁，若β₂≠1，则在第二仿真接口量交互与处理系统的输出端即第二端口响应模型的输入端加入比例系数γ₂，${\gamma }_2=\frac{1}{{\beta }_2};$(4)将电力系统潮流稳态模型分网接口处的母线设置为发电机节点，分网接口处的并联电抗L和电容C的值由下式确定：$\begin{array}{c}L=\frac{U^2}{100\pi ·\mathrm{\Delta Q}}(\mathrm{\Delta Q}>0)\\ C=\frac{\mathrm{\Delta Q}}{100{\pi ·U}^2}(\mathrm{\Delta Q}<0)\end{array},$其中U为分网接口处的母线电压，ΔQ为分网接口处的注入电磁暂态侧系统无功功率的差额，根据电抗或电容的值对分网接口处的注入无功功率差额进行补偿，使电力系统两侧的电磁暂态侧系统和机电暂态侧系统两侧分别达到稳态后，混合实时仿真闭环。