[发明专利]一种电力系统并列虚拟实验实现方法和装置

说明书

本发明公开了一种电力系统并列虚拟实验实现方法和装置，所述方法包括：接收用户输入参数的并列临界条件；判断压差、频率差和相角差是否均满足所述并列临界条件；若满足，模拟合闸断路器闭合，对同步发电机和无穷大系统进行合闸，同时切换网络系统模型，将同步发电机单机空载模型切换至单机—无穷大系统模型，并将空载运行时的发电机的参数传递给单机—无穷大系统模型迭代求解，输出并列结果和并列时状态；若不满足，继续判断是否还在设定并列时间内，若是，继续等待合闸时机，若否，输出无法实现并列。本发明能够有效模拟电力系统并列操作过程中并列断路器的动作，减少了仿真过程中造成的误差，并且可操作性强，丰富了学习体验。

技术领域

本发明涉及电力系统虚拟实验仿真领域，具体涉及一种电力系统并列虚拟实验实现方法和装置。

背景技术

电网是一个非常复杂的非线性系统，主要由发电设备、变电设备及输电线路等结构组成。由于一个电力系统所包含的发电设备、变电设备以及线路的数量很多，且电能在生产销售过程中不可大量储存的特性，它又是一个十分有特点的复杂系统。它既要求每一时刻所发出的总电能等于消耗的总电能，又要求所有的中间传输环节都畅通无堵。同时，运行的发电机组台数也要随着电力系统中负荷的波动而经常变动，且当电力系统发生事故、频率波动较大时，为增大电网的容量、提高运行的稳定性、提高抗干扰能力，系统往往要进行发电机并列操作。

电力系统的建立和运行都耗资巨大，维护过程复杂，故相关研究性实验不能用真实系统进行，而一般通过两种形式：一是将原系统简化后等比例制作实物模型，通过实物模型进行相关的电力系统试验操作和研究；二是通过MATLAB等科学数学软件进行仿真运算，而这一类通常被称为电力仿真。电力仿真，是指通过操纵虚拟现实技术，将实际的电力系统及设备在计算机或微机中虚拟化，利用监视控制技术、数据库技术、数据采集等方面的技术，将各类设备的运行状态参数随时提取出来，并通过以上数据进行研究、分析和可视化呈现。在传统实物模型实验室进行电力系统实验时，通常每一步操作都需要人工操作，通过人类来操作和记录实验结果，并撰写实验报告，造成实验周期长等原因。而电力系统仿真由于其经济性以及可随时修改的便捷性，目前已成为电力系统研究性实验的主流选择。同时，在目前的教学实验过程中，一方面由于部分学校资金不足、实验设备花费较大，导致一些学校仍没有建立起现代电气自动化实验室，学生缺乏专业的实训实验室；另一方面实验室资源一般难以做到对学生完全开放，只能按照教学任务被动安排实验时间，学生没有随时操作的权限。

因此，如何设计一种经济有效、并且能够适应学生学习需求的仿真方法，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种电力系统并列虚拟实验实现方法和装置。接收用户输入压差、频率差和相角差的并列临界条件；当压差、频率差和相角差均满足所述并列临界条件时，模拟合闸断路器闭合，对同步发电机和无穷大系统进行合闸，同时切换网络系统模型，将同步发电机单机空载模型切换至单机—无穷大系统模型，根据传递函数将空载运行时的发电机的参数传递给单机—无穷大系统模型进行迭代求解，并输出并列结果和并列时状态。本发明能够有效模拟电力系统并列操作过程中并列断路器的动作，减少了仿真过程中造成的误差，并且能够对输入参数进行自主调整，可操作性强，丰富了学生学习体验。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电力系统并列虚拟实验实现方法，所述电力系统初始状态下运行在单机空载运行模型中，所述方法包括以下步骤：

接收用户输入压差、频率差和相角差的并列临界条件；

判断压差、频率差和相角差是否均满足所述并列临界条件；

若满足所述并列临界条件，模拟合闸断路器闭合，对同步发电机和无穷大系统进行合闸，合闸的同时切换网络系统模型，将同步发电机单机空载模型切换至单机—无穷大系统模型，并根据给定的传递函数将空载运行时的发电机的参数传递给单机—无穷大系统模型进行迭代求解，并输出并列结果和并列时状态；