[发明专利]一种机电-电磁混合仿真方法及系统

权利要求书

1.一种机电-电磁混合仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

确定在电磁暂态网络侧连接有满足预设条件的输电线的母线为混合仿真接口位置；所述输电线上电磁波传播延迟τ大于电磁暂态仿真步长Δt；所述输电线的k侧连接机电暂态网络，所述输电线的j侧连接电磁暂态网络的其余网络；所述输电线与电磁暂态网络的其余网络组成完整的电磁暂态网络；

将所述电磁暂态网络的其余网络、所述输电线以及机电暂态网络解耦为下述三部分：输电线j侧与电磁暂态网络的其余网络部分、输电线k侧与机电暂态网络的等值电路部分、以及电磁暂态网络的等值电路与机电暂态网络部分；

对上述三部分分别求解得到电磁暂态网络以及机电暂态网络的电网状态；

对输电线j侧与电磁暂态网络的其余网络部分求解，包括：

在第d个电磁暂态仿真步长对应的仿真时刻t＝d*Δt，根据d-1步长以及之前的步长插值得到t-τ时刻的输电线j、k两侧的电压和电流状态量；

根据所述输电线j侧的电压和电流状态量计算j侧历史电流源i_jk(t-τ)；

将所述i_jk(t-τ)代入电磁暂态网络的其余网络求解，其中，Δt为电磁暂态仿真步长，τ为波传播延迟；

对输电线k侧与机电暂态网络的等值电路求解，包括：

将机电暂态网络的诺顿等值电路由正负零序相量形式转换为ABC相量形式；

将ABC相量形式的诺顿等值电路转换为瞬时值形式的等值电路，所述瞬时值形式的等值电路满足下式方程：

(G_line+G_st)*u_k(t)＝i_st(t)-i_hist(t-Δt)-i_kj(t-τ)，

其中，G_line为所述输电线的导纳阵，G_st为机电暂态网络的诺顿等值电路中阻抗对应的导纳阵，u_k(t)为t仿真时刻所述输电线k侧的节点电压瞬时值，i_st(t)为t时刻机电暂态网络的诺顿等值电路中电流源瞬时值，i_hist(t-Δt)为机电暂态网络的诺顿等值电路中阻抗对应的历史电流源瞬时值，i_kj(t-τ)为所述输电线k侧的历史电流源瞬时值；

对电磁暂态网络的等值电路和机电暂态网络求解，包括：

将所述输电线k侧的电磁暂态网络的等值电路转化为正负零序相量形式，代入机电暂态网络计算；

初始化时，机电暂态网络收到所述输电线的等值导纳阵Y_line；

在第c个机电暂态仿真时步对应的仿真时刻为t＝c*ΔT，电磁暂态网络根据第c-1个时步以及之前的时步，计算电磁暂态网络和机电暂态网络边界点的正负零序电压U_emt和正负零序电流I_e'_mt，然后发送给机电暂态网络，ΔT为机电暂态仿真步长；

机电暂态网络计算诺顿等值电路的注入电流I_emt＝I_e'_mt+Y_line*U_emt，将所述注入电流I_emt代入机电暂态网络求解。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输电线为三相输电线路，对输电线j侧与电磁暂态网络的其余网络部分的所有状态量均为三相瞬时值；对输电线k侧与机电暂态网络的等值电路部分求解时输电线的状态量为三相瞬时值，机电暂态网络的等值电路为正负零序相量形式的戴维南等值电路。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述输电线等值后得到的等值电路包括相间等值阻抗、相地等值阻抗和等值电压源，所述相间等值阻抗位于两相之间，所述相地等值阻抗与所述等值电压源并联，所述相地等值阻抗与所述等值电压源均一端接地、另一端作为输电线的一侧。