[发明专利]一种电磁暂态小步长仿真方法及系统

权利要求书

1.一种电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

通过大步长仿真系统中电导逆矩阵G₂^-1和节点电流向量I_his的矩阵乘法求解节点电压向量V_s；

若FPGA平台的总仿真时间t＜最大仿真时间tfinal，则总仿真时间t加上仿真一个小步长的时间dt，t＝t+dt；在大步长仿真系统的元件区完成计算更新等值历史电流值的工作，并对元件区的计算节点电流注入值进行累加，周期性地和大步长仿真系统进行数据交互；直至t>＝tfinal，则仿真结束并输出仿真结果。

2.如权利要求1所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，在通过大步长仿真系统中的G₂^-1和I_his的矩阵乘法求解V_s之前，还包括：

FPGA平台的电磁暂态小步长仿真系统从大步长仿真系统接收初始化数据，并将初始化数据写入FPGA平台的内部数据区；设置小步长总仿真时间t。

3.如权利要求2所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，所述大步长仿真系统是指基于外部服务器端的大步长仿真系统，所述大步长仿真系统用于电网的分网解耦，以及为电磁暂态小步长仿真系统提供仿真所需的初始化数据以及交互数据。

4.如权利要求2或3所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，所述初始化数据包括电磁暂态小步长系统网络电导矩阵及其逆矩阵、元件配置信息、电磁暂态小步长仿真所需的常量和元件；

所述元件包括电容、电感、电阻的常规元件SLA，单相绕阻变压器元件STB，单相交流独立电流源SCI，单相交流独立电压源SCV，受控电流源CIS，受控电压源CVS，开关元件BRK和传输线LC。

5.如权利要求1所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，在求解节点电压向量V_s之后，还包括：

根据FPGA平台内部的开关是否动作来决定是否更新G₂^-1；

若开关动作，则根据最新的开关状态更新G₂^-1并刷新对应的地址表信息，通过更新后的G₂^-1和I_his的矩阵乘法求解V_s；若开关不动作，则不更新G₂^-1。

6.如权利要求5所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，求解节点电压向量V_s的公式如下：

G₂^-1I_his＝V_s (1)。

7.如权利要求5所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，在所述判断FPGA平台内部的开关是否动作之前，还包括：开关动作状态由大步长系统通过周期性的数据交互方式发送到电磁暂态小步长仿真系统上。

8.如权利要求1所述的电磁暂态小步长仿真方法，其特征在于，所述周期性地和大步长仿真系统进行数据交互，包括：设电磁暂态小步长系统的仿真步长为T₁，大步长仿真系统的仿真步长为T₂，N为正整数，则小步长迭代次数KLOOP＝N·T₂/T₁时进行一次大小步长仿真系统的数据交互；

每次大小步长仿真系统交互由大步长仿真系统发送仿真实时激励信号、新的仿真数据以及大步长仿真系统仿真所需的节点编号，电磁暂态小步长仿真系统将大步长仿真系统发送的数据写入总线，并将新的数据用于下一次小步长开始的仿真运算；同时，电磁暂态小步长仿真系统在每次交互中依据大步长仿真系统发送的节点编号将相应节点的仿真数据返还给大步长仿真系统；所述大步长仿真系统发送的仿真数据包括：元件仿真的新参数和开关动作状态。