[发明专利]一种电磁、机电暂态混合仿真电磁侧系统等效方法

摘要

本发明公开了属于电力系统仿真技术领域的一种电磁、机电暂态混合仿真电磁侧系统等效方法。该方法适用于商业电磁暂态仿真平台；包括步骤提取的各接口母线处的电压基波正序相量与电流基波正序相量；计算出接口处机电侧向电磁侧注入有功P与无功Q；将P、Q、接口正序电压幅值U、各接口电压间相角差，作为接口k处的等值信息传递给的机电暂态仿真平台；构造出相应迭代系数矩阵，用于机电暂态仿真节点电压的迭代求取。该方法能够有效减小电磁侧等值模型给机电暂态仿真所带来的仿真误差，特别是对故障期间机电侧系统机电暂态仿真精度具有明显的提高作用。

主权项

一种电磁、机电暂态混合仿真电磁侧系统等效方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1：同一时刻提取各接口母线处的电压基波正序相量Uk∠θk与电流基波正序相量k为接口母线标号,θk和分别为第k个接口母线的电压基波正序相量相位和从电磁系统注入接口母线的电流基波正序相量相位；步骤2：根据电压基波正序相量Uk∠θk与电流基波正序相量计算出k接口处机电侧向电磁侧注入有功功率Pk与无功功率Qk,其中步骤3：将Pk、Qk、接口正序电压幅值Uk，各接口电压间相角差Δθkj作为接口k处的等值信息传递给机电暂态仿真平台，其中Δθkj为多接口情况下k,j两接口正序基波电压相角差；步骤4：机电暂态仿真程序将对侧传递的等值信息进行预处理，构造出相应迭代系数矩阵其中A＝‑MkkUkdwnr+NkkUkdwni，B＝‑NkkUkdwnr‑MkkUkdwni，Ukdwnr与Ukdwni为上一个迭代步长计算得到的机电网络其他节点注入电流在第k个接口处决定的戴维南电势实部与虚部，Rkk与Xkk分别为第k个接口处的自电阻与自电抗，用于节点电压的迭代求取；所述机电暂态仿真程序将对侧传递的等值信息进行预处理，具体过程如下：根据机电侧网络方程的求解格式为：YU＝I  (1)其中，Y是机电网络导纳矩阵，U是节点电压矩阵，I是节点注入电流矩阵，均为复数形式；对式(1)增阶的节点导纳矩阵求逆，得其中，Ur是节点电压实部矩阵，Ui是节点电压虚部矩阵，Ir是节点电流实部矩阵，Ii是节点电流虚部矩阵，R与X为相应节点自电阻与自电抗；当机电侧和电磁侧系统仅存在一个接口的情况,设机电侧网络有N个节点，第k个节点是接口节点，除第k节点外第1到第J个节点有注入电流，则对于k节点有其中，Ur是节点电压实部矩阵，Ui是节点电压虚部矩阵，Ir是节点电流实部矩阵，Ii是节点电流虚部矩阵，R与X为相应节点自电阻与自电抗；(3)式右侧第一部分为上一个迭代步长计算得到的机电网络其他节点注入电流所决定的戴维南电势，因此，写成如下形式节点k的注入电流用电压表示，Rkk与Xkk分别为第k个接口处的自电阻与自电抗；其中，A＝‑MkkUkdwnr+NkkUkdwni，B＝‑NkkUkdwnr‑MkkUkdwni，根据功率定义P＝UrIr+UiIi,Q＝UiIr‑UrIi，可得整理得将接口数目拓展到多个接口的情况，设第1到第M个节点是接口节点，经过类似的推导，对于第k个节点，有其中Pk为有功功率，Qk为无功功率、接口k的正序电压幅值Uk和各接口电压间相角差Δθkj或在多接口情况下为k,j两接口正序基波电压相角差；将作为接口k处的等值信息传递给机电暂态仿真平台，并构造出相应迭代系数矩阵即用于机电暂态仿真中节点电压的迭代求取。