[发明专利]一种电力电子开关的电磁暂态仿真方法及装置

说明书

本发明公开了一种电力电子开关的电磁暂态仿真方法，包括：对电力电子开关设备自动分类，对强关联开关设备进行统一整合处理；对电力电子开关的动作情况进行搜索，确定开关的动作时刻，得到变化后的导纳阵；计算下一仿真时步所用的注入电流源，若未发生开关动作，则利用上一仿真时步计算结果计算注入电流源并利用更新的注入电流源，计算下一仿真时步的节点电压和支路电流；若发生开关动作，则采用两次迭代计算消除数值振荡的方法计算新的注入电流源，计算下一仿真时步的节点电压和支路电流，采用基于迭代的电力电子电磁暂态仿真方法消除数值振荡，利用组合电力电子开关方式及多重开关动作搜索的方法解决同步开关和多重开关仿真准确性低的问题。

技术领域

本申请涉及电力系统电磁暂态仿真技术领域，具体涉及一种电力电子开关的电磁暂态仿真方法，同时涉及一种电力电子开关的电磁暂态仿真装置。

背景技术

电力电子开关在动态过程中，不同于传统交流设备的连续动作过程，是一个突变的过程。因此在电磁暂态仿真过程中，会遇到一些特殊的问题，例如：开关动作时刻与步长不一致时如何确定动作时刻、开关动作可能引起的数值振荡问题、多个开关相继动作等。需要针对这些面临的问题，采用合理的仿真方法，以保证仿真的准确性。

电磁暂态仿真中在对电力电子电路仿真时需要精确计及开关的动作时刻，解决梯形法引起的数值振荡问题，并在出现同步开关的情况下对系统进行重新初始化，如果能在开关动作时刻以t_d⁺时刻值重新初始化系统也就自然地消除了数值振荡问题。同样，在仿真过程的某个时刻有多个开关动作的情况，它通常表现为由一个开关动作而引起的连锁反应的“同步开关”情况下，必须在同步开关动作时刻对系统重新进行初始化才能得到正确的结果。

对数值振荡问题，现有的方法中有采用CDA技术在开关动作时刻采用两个半步长后退欧拉法进行仿真、阻尼梯形法。其中，CDA技术中两个后退欧拉不一定能够完全消除振荡，阻尼梯形法是以牺牲精度为代价。对于同步开关精确仿真问题，通常采用“同步响应法”解决，但是“同步响应法”的缺陷是不能精确计算出事件发生时间，在一个仿真步长上有多个事件先后发生时，不能处理这个先后次序，只能认为多个事件在一个时刻同时发生，因此“同步响应法”的计算步长不能过大。综上，现有技术中，电力电子开关在电磁暂态仿真时无法完全解决数值振荡及同步开关、多重开关仿真准确性低的问题。

发明内容

本申请提供一种电力电子开关的电磁暂态仿真方法和装置，解决现有技术中，电力电子开关在电磁暂态仿真时出现数值振荡及同步开关、多重开关仿真准确性低的问题。

本申请提供电力电子开关的电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：

对电力电子开关的动作情况进行搜索，确定开关的动作时刻，并得到变化后的导纳阵；

若未发生开关动作，则利用上一仿真时步计算结果计算注入电流源并利用更新的注入电流源，计算下一仿真时步的节点电压和支路电流；若发生开关动作，则采用两次迭代计算消除数值振荡的方法计算新的注入电流源，计算下一仿真时步的节点电压和支路电流。

优选的，还包括：

对电力电子开关设备自动分类，对强关联开关设备进行统一整合处理。

优选的，对强关联开关设备进行统一整合处理，包括：

根据整合处理后电力电子设备的外部输出特性，整体对外有断开和导通两种状态，设定导通状态为1，断开状态为0。

优选的，整体对外有断开和导通两种状态的判定条件为：

以关联组合的内部各独立电力电子开关设备状态取或为整体状态；

以串联组合的内部各独立电力电子开关设备状态取与为整体状态。