[发明专利]一种用于电网电磁暂态自动建模的发电机控制器初始化方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于电网电磁暂态自动建模的发电机控制器初始化方法及系统，属于涉及大电网安全技术领域。本发明方法，包括:获取发电机控制器的逻辑框图；根据所述逻辑框图，采用用户自定义方式定义发电机控制器的积分初值计算公式；自动获取发电机控制器机电暂态计算结果的稳态输出数据，将所述稳态输出数据代入自定义的积分初值计算公式进行计算，确定控制器积分环节的积分初值；在电网电磁暂态自动建模过程中，根据积分初值对发电机控制器进行积分环节初始化，使得电网电磁暂态模型可以迅速仿真至稳态。本发明有效的提高了仿真试验效率。

技术领域

本发明涉及大电网安全技术领域，并且更具体地，涉及一种用于电网电磁暂态自动建模的发电机控制器初始化方法及系统。

背景技术

随着经济社会的发展，电网呈现“高比例可再生能源，高比例电力电子装备”的新型结构特征，由于新型双高电力系统中可再生能源发电等电力电子设备的稳态控制及暂态响应特性对于电网的整体特性影响巨大，因此通常用于大规模电网稳定特性、运行控制特性分析研究的机电暂态仿真软件出现了一定的局限性；而可以精确仿真直流、风机、光伏、静止无功无偿等电力电子设备的电磁暂态仿真软件从二十世纪初逐渐开始应用于大规模交直流混联电网、大规模新能源接入等的电网运行特性研究，近些年已经发展成为研究新型电力系统的主要仿真工具。

与传统的电磁暂态仿真应用场景不同，应用于新型电力系统运行特性研究的电磁暂态仿真，其仿真规模巨大，涉及电网元件数目众多，对于仿真建模效率和质量的需求与传统的应用有了质的不同，仅仅是对于一个区域电网的仿真，仿真的电网规模就可能达到数千条三相交流母线、十多回直流输电系统、数百个可再生能源场站接入等。如此巨大的电网规模，几乎无法依靠人工建模来完成。为适应研究工作的需求，实现大电网电磁暂态自动建模有着深刻的必要性。

在实现电网的自动建模过程中，发电机及其控制器的自动建模是一个重要环节。对于种类繁多，并在不断新增、发展和完善中的发电机控制器，在自动建模程序中采用用户自定义式模板进行建模是一种可以有效适应的方法，用户无需修改程序，通过新增控制器模板即可实现对发电机控制器的新增及修正。

经过自动建模的发电机元件，在电磁暂态计算时出现了初始运行不稳定的问题，需要较长时间才能运行到稳态，或者在严重情况下导致模型计算发散。原因是自动建模后的发电机的控制器中，积分环节的初值默认为0，而实际上积分环节的初值应由系统潮流结果确定，通常不为0，因此在发电机控制器积分初值由0值计算至稳态值的过程中，导致了电磁暂态模型的不稳定。如果能将发电机控制器的积分环节赋初值，经过赋初值的发电机控制器在机电暂态程序启动稳定计算时，能够使得仿真过程直接进入稳态运行。

而在电磁暂态仿真启动前，大多电磁暂态程序不具备控制器赋初值功能，有些电磁暂态程序虽然具备该功能，但仅限于其模型自带控制器的积分环节赋初值，对于由用户自己搭建的控制器无法实现赋初值操作。

发电机的控制器积分环节赋初值功能对于大规模电网的电磁暂态仿真影响较大。当某个大型电磁暂态模型中数百台发电机的控制器积分环节均从初值0开始启动，那么需要很长的时间整体模型才能运行至稳态，甚至有时会出现某几台发电机始终不能进入稳定运行，整体模型仿真波形持续波动的现象。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种用于电网电磁暂态自动建模的发电机控制器初始化方法，所述方法包括：

获取发电机控制器的逻辑框图；

根据所述逻辑框图，采用用户自定义方式定义发电机控制器的积分初值计算公式；

获取发电机控制器机电暂态计算结果的稳态输出数据，将所述稳态输出数据代入积分初值计算公式进行计算，确定控制器积分环节的积分初值；

在电网电磁暂态自动建模过程中，根据积分初值对发电机控制器进行积分环节初始化，形成含发电机控制器积分初值的电网电磁暂态模型，提高电网电磁暂态模型仿真至稳态的速度。