[发明专利]面向电力系统电磁暂态仿真的状态空间自动建模方法

摘要

一种面向电力系统电磁暂态仿真的状态空间自动建模方法：针对电力系统等效电路模型，建立节点关联矩阵A_a；进行初等行变换和列互换，得到网络的基本回路矩阵B_b；分别建立支路电感矩阵L_br，支路电阻矩阵R_br，支路电容矩阵C_br；依次判断网络中是否存在耦合电感、是否存在耦合电阻以及是否存在耦合电容；根据网络端子所处支路编号列写矩阵W；根据网络中电容所处支路编号列写矩阵M；得到模型相关计算矩阵C、G、B、L；得到以端子电压e_N为输入u、以端子电流i_N为输出y的待求电力系统状态-输出方程模型本发明可自动生成电力系统状态-输出方程模型，可很容易转化为标准形式的状态-输出方程，并运用各种成熟的微分方程数值计算方法进行求解。

主权项

一种面向电力系统电磁暂态仿真的状态空间自动建模方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将电力系统整体表示为一个由电源与多端子RLC网络组成的电力系统等效电路模型，从1开始，分别按顺序对电力系统等效电路模型中网络的节点和支路进行编号，并根据网络拓扑连接关系建立节点关联矩阵Aa；2）对节点关联矩阵Aa进行初等行变换和列互换，从而得到网络的基本回路矩阵Bb；3）按照支路编号及相应的支路参数，分别建立支路电感矩阵Lbr，支路电感矩阵Lbr的主对角线元素为相应支路电感，其他位置为0；建立支路电阻矩阵Rbr，支路电阻矩阵Rbr的主对角线元素为相应支路电阻，其他位置为0；建立支路电容矩阵Cbr，支路电容矩阵Cbr的主对角线元素为相应支路电容，其他位置为0；4）判断网络中是否存在耦合电感，若网络中不存在耦合电感，则直接进入步骤5）；否则需对支路电感矩阵Lbr进行修正后再进入步骤5）；5）判断网络中是否存在耦合电阻，若网络中不存在耦合电阻，则直接进入步骤6）；否则需对支路电阻矩阵Rbr进行修正后再进入步骤6）；6）判断网络中是否存在耦合电容，若网络中不存在耦合电容，则直接进入步骤7）；否则需对支路电容矩阵Cbr进行修正后再进入步骤7）；7）根据网络端子所处支路编号列写矩阵W，若第i个端子在支路j上则令W(i，j)=1，其余位置为0；根据网络中电容所处支路编号列写矩阵M，当第j个电容位于支路i上时令M(i，j)=1，其他位置为0；8）计算 C = B b L br B b T 0 0 M T C br M , G = B b R br B b T B b M - M T B b T 0 , B = - B b W T 0 , L = - B b W T 0 , 得到模型相关计算矩阵C、G、B、L；9）利用步骤8）求出的模型计算矩阵，得到以端子电压eN为输入u、以端子电流iN为输出y的待求电力系统状态‑输出方程模型 C x · + Gx = Bu y = L T x .