[发明专利]一种适于隐式投影算法的误差估计及参数自适应调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源配电系统稳定性仿真方法。特别是涉及一种适用于基于隐式投影积分算法的含大量分布式电源的有源配电系统稳定性仿真应用的适于隐式投影算法的误差估计及参数自适应调节方法。

背景技术

近年来，随着分布式发电(distributed generation,DG)、储能及需求侧响应等技术在配电层面的广泛应用，传统的单向无源配电系统正逐渐过渡为由于分布式电源接入而具有双向潮流的有源配电系统。有源配电系统是具备组合控制各种分布式能源(DER，如DG、可控负荷、储能等)能力的复杂配电系统，其中涉及静态直流环节、交流电机、电力电子装置及其控制系统等多个部分，且各环节动态特性的时间尺度跨度极大，使得有源配电系统具有较为显著的多时间尺度特征，对配电系统的规划与运行提出了新的挑战。DG的大规模接入会导致配电网的动态响应特性发生变化进而影响整个电力系统的动态特性，特别是受大扰动时的动态特性。在系统层面，相关问题的分析与研究往往无法直接在实际系统上进行试验，因此必须采用有效的数字仿真工具作为研究手段，一种可靠、高效的数字仿真工具对有源配电系统动态特性的分析具有重要作用。

传统电力系统时域仿真针对系统动态过程的不同时间尺度分别发展出电磁暂态仿真、机电暂态仿真和中长期动态仿真三种电力系统数字仿真方法，三者从元件数学模型到仿真计算方法都具有明显不同的特征。电力系统电磁暂态仿真侧重于系统中电场与磁场相互影响产生的电压电流的快动态变化过程；机电暂态仿真主要研究电力系统在大扰动下(如故障、切机、切负荷、重合闸操作等情况)的动态行为和保持同步稳定运行的能力，即暂态稳定性，所关注的时间范围通常为几秒至几十秒，因而也称为稳定性仿真；中长期动态过程仿真是电力系统受到扰动后较长过程的动态仿真，即通常的电力系统长过程动态稳定计算。

基于详细建模的电磁暂态仿真是目前有源配电系统暂态分析中较常用的仿真方法，适合观察并分析系统各元件详细的动态特性变化。然而，随着DG接入的逐渐增多，仿真系统规模逐渐增大，其计算负担也会随之大幅增加，计算效率受到严重影响，进而限制了电磁暂态仿真对含大规模分布式电源接入的有源配电系统运行分析与研究的应用。基于准稳态建模的有源配电系统稳定性仿真着重于分析系统运行时其工频电气量在系统扰动下(开关操作、故障、分布式电源及负荷波动等)的动态响应特性，仿真计算效率明显高于电磁暂态仿真，广泛应用于大规模有源配电系统的动态分析和相关运行策略的验证等方面。

有源配电系统稳定性仿真本质上可归结为对动力学系统时域响应的求取，分为数学建模和模型求解两部分。首先根据元件间的拓扑关系将有源配电系统各元件的特性方程构成全系统的稳定性仿真模型，形成一组联立的微分-代数方程组，然后以稳态工况或潮流解为初值，求解扰动下的数值解，即逐步求得系统状态量和代数量随时间的变化曲线。

有源配电系统全系统稳定性仿真模型可通过一个高维微分-代数方程组(differential-algebraic equation,DAE)描述，如式(1)所示。

x·=f(x,y)0=g(x,y)---(1)]]>