[发明专利]预估-校正数值积分的电力系统暂态稳定仿真方法

摘要

本发明公开了一种适用发电机采用二阶模型，基于预估-校正数值积分的电力系统暂态稳定仿真方法。与已有的电力系统暂态稳定数值积分方法相比，该方法将一显式二阶积分用于状态变量的预估计算，将一四阶精度的功角积分用作校正计算。该方法为单步算法，且考虑了角频率变化对转矩的影响。组成的预估-校正算法在较大积分步长(0.1～0.12秒)下分析结果仍有足够精度，从而显著地加快了暂态稳定的仿真速度。

主权项

1.预估-校正数值积分的电力系统暂态稳定仿真方法，该方法适用于发电机采用二阶模型时的情形，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤1：输入系统的原始参数和信息，进行潮流计算得到稳态工况下的运行变量值，包括发电机节点电压，注入网络的电流及各发电机电磁功率，其中i=1，2，…，其中为发电机台数；步骤2：计算状态变量功角的初值、角频率的初值；步骤3：形成描述系统暂态过程的微分方程和网络代数方程，并对网络代数方程进行因子表分解；步骤4：置暂态稳定计算初值时刻，确定暂态稳定计算采用的积分步长，进行暂态稳定仿真计算；步骤5：判断是否有故障或操作发生；若无，则转向步骤8；若有则执行步骤6；步骤6：依据故障或操作情况，修改网络代数方程的因子表；步骤7：求解网络代数方程，得到时刻的运行变量；步骤8：计算时刻的系统的状态变量值，运行变量值，本步骤具体过程如下：步骤8.1：根据时刻各发电机的电磁功率和状态变量功角、角频率，按下式得到时刻的功角的预估值其中，为系统同步角速度，、、分别为各台发电机阻尼系数、惯性时间常数和各台发电机机械功率；步骤8.2：求解网络代数方程，并计算各发电机电磁功率在时刻的预估值，其中为时刻节点虚拟注入电流预估值，为节点导纳矩阵，为时刻节点电压预估值；步骤8.3：按如下式计算得到时刻各发电机角频率的预估值；此时得到了时刻各发电机运行变量和状态变量的预估值和；步骤8.4：按如下积分公式求出发电机功角；步骤8.5：求解网络方程并计算各发电机在时刻的电磁功率；其中为时刻节点虚拟注入电流，为节点导纳矩阵，为时刻节点电压；步骤8.6按如下式计算得到时刻各发电机的角频率；步骤9：判断系统是否稳定，即任意两台发电机的最大相对摇摆功角是否大于某一给定值，若是，执行步骤12；否则，执行步骤10；步骤10：将仿真时间推进一个步长，令；步骤11：判断是否到达事先给定的仿真时间；若则执行步骤12，否则返回步骤5；步骤12：输出计算结果并结束计算。