[发明专利]一种基于隐式数值积分的电力系统暂态稳定仿真方法

权利要求书

1.一种基于隐式数值积分的电力系统暂态稳定仿真方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1：输入系统的原始参数和信息，进行潮流计算得到稳态工况下的运行变量值                                               ，包括发电机节点的电压，注入网络的电流及发电机电磁功率；

步骤2：计算状态变量功角的初值、角频率的初值、发电机的暂态和次暂态电势、励磁及调速系统各动态环节状态变量组成的状态向量子向量的初值；

步骤3：形成描述系统暂态过程的微分方程和网络代数方程,并且进行网络代数方程因子表分解；

步骤4：置暂态稳定计算初值时刻，确定暂态稳定计算采用的积分步长，进行暂态稳定仿真计算；

步骤5：判断是否有故障或操作发生；若无，则转向步骤8；若有则执行步骤6；

步骤6：依据故障或操作情况，修改网络代数方程的因子表；

步骤7：求解网络代数方程，得到时刻的运行变量；

步骤8：计算时刻的系统的状态变量，运行变量，本步骤具体过程如下： 

步骤8.1：根据时刻系统的状态变量包括各台发电机功角、角频率和各发电机的暂态和次暂态电势、励磁及调速系统各动态环节状态变量组成的状态向量子向量，其中下标表示第台发电机；运行变量包括各节点电压和各节点的注入电流； 

用如下显式积分公式预测各发电机功角在时刻的初值：

                   

其中，为系统同步角频率， 为第台发电机惯性时间常数，为第台原动机机械功率；

用显式欧拉公式预测各发电机角频率的初值，和其它各状态变量的初值；

 取运行变量初值；

步骤8.2：置迭代次数；

步骤8.3：按如下积分公式

    

求出发电机功角和角频率；

按一般隐式梯形积分公式：

求出其它状态变量；

步骤8.4：求解网络代数方程

                式中，为节点导纳矩阵；

   首先求解等式右边的虚拟电流，从而得到时刻系统的运行变量，进而得到各发电机的电磁功率；

步骤8.5：检查两次迭代各发电机最大电磁功率偏差值，若偏差大于给定精度，令，返回步骤8.3继续迭代；否则，执行步骤9；

步骤9：判断系统是否稳定，即任意两台发电机的最大相对摇摆功角是否大于某一给定值，若是执行步骤12；否则，执行步骤10；

步骤10：将仿真时间推进一个步长，令；

步骤11：判断是否到达事先给定的仿真时间；若则执行步骤12，否则返回步骤5；

步骤12：输出计算结果并结束计算。

2.根据权利1要求所述的基于隐式数值积分的电力系统暂态稳定数值仿真方法，其特征在于：在步骤8.3中，即每一积分步状态变量功角是采用如下所示局部截断误差为的隐式单步积分公式计算得到：

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3.根据权利1要求所述的基于隐式数值积分的电力系统暂态稳定数值仿真方法，其特征在于：在每一积分步功角预测是采用如下所示的局部截断误差为的单步显式数值积分： 

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