[发明专利]基于状态变量节点分析混合框架的电磁暂态仿真建模方法

摘要

一种基于状态变量节点分析混合框架的电磁暂态仿真建模方法：将电力系统按照研究问题的性质划分为研究系统与外部系统，将外部系统采用状态方程进行建模，得到输出方程，采用梯形法并将得到的状态方程差分化，将研究系统采用节点方程进行建模，求解状态变量-节点分析混合框架的计算方程Gglobalu=iglobal，计算得到全系统的节点电压瞬时值u(t)；重新生成全系统的节点电导矩阵Gglobal，应用混合框架插值算法，得到全系统的节点电压瞬时值u(t)，求解下一时刻的状态方程等效节点注入电流源列向量iN_hist，更新基于状态变量-节点分析混合框架全系统的节点注入电流源列向量iglobal。本发明通过接口变量实现了电力系统状态变量节点分析混合仿真。

主权项

1.一种基于状态变量节点分析混合框架的电磁暂态仿真建模方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将电力系统按照研究问题的性质划分为研究系统与外部系统，确定研究系统与外部系统的接口节点，仿真时刻t=0；2）将外部系统采用状态方程进行建模，得到标准形式的状态输出方程x.=Ax+Buy=Cx+Du]]>，确定接口节点变量，以接口节点电压为输入量，注入接口节点电流为输出量；3）采用梯形法并设定仿真步长为△t，将得到的状态方程差分化，得到状态方程等效节点电导矩阵和等效节点注入电流源列向量，其中A^=(I-Δt2A)-1(I+Δt2A),B^=(I-Δt2A)-1(Δt2B),]]>I为单位矩阵；4）将研究系统采用节点方程进行建模，将由状态方程得到的等效节点电导矩阵W_s和等效节点注入电流源列向量i_{N_hist}按照节点编号插入由节点方程形成的节点电导矩阵G和节点注入电流源列向量i，得到基于状态变量节点分析混合框架全系统的节点电导矩阵G_global和节点注入电流源列向量i_global；5）仿真时间向前推进一个步长，t=t+Δt；6）求解状态变量-节点分析混合框架的计算方程G_globalu=i_global，计算得到全系统的节点电压瞬时值u(t)；7）判断是否有开关动作，如果有开关动作，继续下一步，如果没有开关动作，则进入第九步；8）重新生成全系统的节点电导矩阵G_global，应用混合框架插值算法，得到全系统的节点电压瞬时值u(t)；9）求解下一时刻的状态方程等效节点注入电流源列向量i_{N_hist}；10）更新基于状态变量-节点分析混合框架全系统的节点注入电流源列向量i_global；11）判断仿真时间是否达到仿真终了时刻，如达到仿真终了时刻，则释放内存，仿真结束，否则返回第五步。