一种机电暂态向电磁暂态的模型转换方案及实现方法

摘要

一种机电暂态向电磁暂态的模型转换方案及实现方法，实现机电暂态向电磁暂态电网仿真模型转换。特别是一种基于机电暂态仿真工具BPA向电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC的电网模型转换方案及实现方法。该方法根据图论的关联矩阵、深度优先搜索理论，以BPA数据文件中的电网结构为依据生成节点支路关联矩阵，通过深度优先搜索并结合节点支路关联矩阵确定电网树支节点的先后顺序，直到搜索出该电网结构的一个完整树支。根据搜索后的节点顺序，调整节点支路关联矩阵并依据调整后的新关联矩阵，添加节点、负荷、支路以及其他电气元件，直到完成所有的节点与支路的重新构建，形成在电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC下的新的网络模型结构，如图1所示，该网络模型结构与原BPA数据文件的电网结构具有相同的网络拓扑结构，并且各元件参数保持一致。

主权项

一种机电暂态仿真工具BPA向电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC的电网模型转换实现方法，其特征在于：首先读取机电暂态BPA数据文件，根据数据文件形成原始节点支路关联矩阵，并且记录每一节点的节点编号和每条支路编号，节点支路关联矩阵的行对应数据文件的节点，列对应数据文件的支路，其过程为：通过深度优先搜索，从数据文件中读取第一个节点，设定该节点的节点顺序号为0，树支识别号为0，并称该节点为第一条树支的母节点，根据原始节点关联矩阵，以该母节点为开始节点搜索与该节点相连的下一个节点，并设定被搜索出来的节点顺序号为1，以母节点的编号为该节点的树支识别号，依据原始节点关联矩阵，以被搜索出的新的节点为开始节点继续向深度方向搜索下一节点，并且记录节点顺序号为2，树支识别号仍为母节点编号，以此类推，直到第一条树支不再有新的节点为止，以第一条树支的最后节点为开始节点，假设其节点顺序号为m，该节点称为下一树支的母节点，依据原始节点关联矩阵，搜索与该节点相连的尚未搜索过的节点，若无与该节点相连的节点，则以该节点的前一节点，节点顺序号为m‑1的节点为开始节点重新搜索，并称节点顺序号为m‑1的节点为新的母节点，并设定新搜索到的节点的节点顺序号为m+1，树支识别号为新的母节点的节点顺序号m，执行与第一条树支搜索相同的方法，直到搜索到与该树支相连接所有的节点为止，依次循环执行该过程，直到搜索出原始节点关联矩阵中的所有节点为止；依据设定的节点顺序号，重新排列原始节点关联矩阵的节点与支路顺序，形成新的节点关联矩阵并称为理想节点关联矩阵，以理想节点关联矩阵的顺序，形成电磁暂态PSCAD/EMTDC模型，其过程为：首先添加第一条树支的母节点，并添加与该节点相连接的负荷模型，添加节点顺序号为1的节点以及负荷模型，待节点顺序号为1的节点添加完毕后，判断节点顺序号为2的节 点的树支识别号是否发生改变，若不发生变化，接着往下添加节点顺序号为2的节点以及负荷，若发生变化，则添加树支识别号未发生变化以前的节点之间的支路，包括树枝支路和连枝支路，在添加支路的过程中，根据机电暂态BPA数据文件以及发电机、励磁机、调速器、原动机模型的动态数据，添加与支路相对应的元件模型，即，对于T卡支路，添加变压器支路，并且根据T卡支路参数初始化变压器支路参数，对于L卡支路，添加对称参数分布支路，并且根据L卡支路参数初始化对称参数分布支路参数，对于E卡支路，添加非对称参数分布支路，并且根据E卡支路参数初始化非堆成参数分布支路参数，待该树枝所有的节点以及支路都添加完毕以后，依次循环执行该过程，以下一个母节点为基准，添加新树枝的节点以及支路，待理想关联矩阵中除平衡节点和PV节点外所有的元件添加完毕后，根据同样的过程，再添加平衡节点和PV节点，生成电磁暂态PSCAD/EMTDC模型，并完成机电暂态向电磁暂态的模型转换。