[发明专利]考虑多重开关动作和重初始化的电磁暂态仿真插值算法

说明书

本发明公开了一种考虑多重开关动作和重初始化的电磁暂态仿真插值算法，包括如下步骤：步骤(1)检测t时刻是否发生强制换向，若发生则进行重初始化修正初始状态；步骤(2)使用隐式梯形法积分一个步长至t+Δt，检测(t，t+Δt)开关动作，若未动作则跳过后续步骤进行下一时步计算；步骤(3)由t和t+Δt时刻采用线性插值得到t_d‑时刻状态量；步骤(4)使用后向欧拉法以半步长Δt/2连续两步积分至t_d+Δt/2和t_d+Δt时刻；步骤(5)由t_d+Δt/2和t_d+Δt时刻外插得到t_d+时刻状态量，并检测(t_d+，t_d+Δt)开关动作。若未动作则由t_d和t_d+Δt时刻内插得到t+Δt时刻状态量实现重同步化，再进行下一时步计算，否则转到步骤(3)。本发明改善了传统插值算法，在保证较高仿真计算效率的同时，进一步提高了仿真精度。

技术领域

本发明涉及电力系统电磁暂态仿真加速技术领域，特别是一种考虑多重开关动作和重初始化的电磁暂态仿真插值算法。

背景技术

随着大容量柔性直流输电、柔性交流输电在电网中进一步应用，以及可再生能源的大规模接入，现代电力系统呈现电力电子化的趋势和复杂性日益增加的特征，对于可再生能源运行状态的仿真分析研究愈发重要。传统数字机电暂态仿真在仿真精度和时间尺度上已经难以满足接入大量电力电子器件的电网仿真需求，已无法对其进行准确模拟，数字电磁暂态仿真逐渐成为精确模拟当今及未来电网的有效手段。

然而，大量电力电子装置频繁的开关频率和复杂的控制策略，使得传统数字电磁暂态仿真效率极低，与当今电力系统研究、生产、模拟等方面对仿真效率的需求极不相符。一方面传统电磁暂态仿真建模的方法较为单一，为保证仿真精度常使用预测矫正方法，在计算能力方面会有很大浪费，与实时仿真系统的架构需求相悖；另一方面，随着电网规模的不断增加和电力电子器件的更新换代，再加上实时仿真系统的发展，传统电磁暂态仿真越发难以满足复杂网络仿真速度要求，计算效率低下的问题也逐渐凸显。现被广泛认可的电磁暂态仿真加速方法除简化建模技术外，还有高效并行算法、混合仿真接口和仿真插值算法等。模型的简化与改进确实提高了电磁暂态仿真的效率，但无法完全满足小步长仿真和实时仿真对计算效率的需求，这也要求科研工作者着眼于仿真算法和架构去提高效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种考虑多重开关动作和重初始化的电磁暂态仿真插值算法，包括以下步骤：

步骤1：根据t时刻控制信号确认该时刻是否发生强制换向动作，若发生，在切换瞬间将电感等效为电流源，电容等效为电压源，等效电源取值均为切换前瞬间状态量的值；改变切换瞬间开关状态并重新构建等效电路拓扑，计算t时刻强制换向后系统状态量初值；

步骤2：检测该时刻t的下一个时间步长中是否发生开关动作，若发生动作则定位到开关时刻t_d，若未动作则跳过后续步骤进行下一时步计算；

步骤3：由t和t+Δt时刻采用线性插值内插到t_d时刻，所得值为开关自然换相瞬间td-时刻状态量；

步骤4：使用后向欧拉法以半步长Δt/2连续两步积分至t_d+Δt/2和t_d+Δt时刻；

步骤5：由t_d+Δt/2和t_d+Δt时刻外插至t_d+时刻进行数值震荡修正，并检测(t_d+，t_d+Δt) 是否存在开关动作；如果没有，则由t_d和t_d+Δt时刻内插得到t+Δt时刻状态量实现重同步化，再进行下一时步计算，否则转到步骤(3)。

另一方面，还涉及一种计算机可读的存储介质，存储有计算机指令，所述指令执行时能够路实现上述的电磁暂态仿真插值算法。