一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法
【专利摘要】一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法，利用化简前后模型传递函数的差异来近似表征配电系统模型的化简误差，而不需要对初始高维系统模型进行实际仿真计算，大大提升了误差估计效率；基于这一误差估计方法，可以快速有效地计算出任意维数简化模型的化简误差，以此误差为依据进行模型迭代生成即可自动确定满足仿真精度要求的简化模型；此外，本发明方法与待化简配电网络结构、参数等性质无关，具有良好的仿真适应性，使大规模配电系统模型化简的程序化自动实现成为可能。
【专利说明】一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电磁暂态建模方法。特别是涉及一种用于电力系统电磁暂态建模仿真的面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法。
【背景技术】
[0002]随着人类经济社会发展对能源需求的不断增长以及环境问题的日益突出，传统电力系统的生产运行方式受到了极大挑战，发展智能电网已成为全世界关注的焦点。智能配电网在未来智能电网中扮演着十分重要的角色，各种形式分布式电源、储能装置、微网及电动汽车充放电等设施的接入，特别是与用户的灵活互动都需要依靠配电网来实现。作为电力系统到用户的最后一环，配电系统与用户的联系最为紧密，对用户的影响也最为直接，已越来越引起人们的重视。同时，配电网还具有网络规模庞大、结构复杂、结构与参数不对称等特点。特别是当大量的分布式电源并网后，会极大地改变配电网的运行特征，其动态过程也将更为复杂。对此，需要借助快速有效的仿真工具和方法来研究含有各种分布式电源及储能装置的配电网的动态行为。此外，智能配电网作为现有配电自动化系统的发展和延伸，在故障定位、隔离与自愈，分布式电源出力及负荷调度，计算机辅助决策等方面都对仿真计算速度提出了更高的要求，这与配电网日益多样的系统构成、不断复杂网络结构产生了极大地矛盾，必须对传统电力系统建模仿真方法进行新的发展来提升计算效率，以适应智能配电网的仿真计算需求。
[0003]作为智能配电系统仿真计算的重要组成部分，配电系统暂态仿真以传统电力系统电磁暂态仿真理论与方法为基础，重点关注含分布式电源、微网及储能装置的智能配电系统中各种快速变化的暂态过程的详细仿真，特别强调仿真结果的准确性和完整性，可以捕捉频率范围从几百kHz到工频之间系统中的电气量和非电气量的动态过程。从功能上看，智能配电系统暂态仿真主要用于系统稳态时的谐波分析、电压与频率控制、能量优化与管理、控制算法分析与控制器设计，系统暂态时的短路电流计算、短期的负荷跟踪特性、故障期间的系统动态特性、故障穿越特性、反孤岛保护方法、保护装置整定以及实际物理系统的试验与验证等诸多方面。
[0004]在配电系统暂态仿真中，对大规模复杂系统模型进行合理化简是提升仿真计算效率最为直接、最易于实现的一种方式，并已就此问题发展了一系列的配电系统模型化简方法。为了降低分布式电源、储能、电力电子等强非线性元件带来的模型化简难度，配电系统模型化简方法多采用对系统进行分割处理的思路，即将分布式电源、电力电子装置等强非线性元件以及重点关注的配电线路从系统中分割出来进行详细建模，并称之为研究系统；而其余研究重点之外、对计算资源需求较大的大规模线性配电网络则称为外部系统，并作为一个整体采用线性系统模型化简方法进行简化建模。研究系统与外部系统之间通过若干节点相联系，如附图1所示。这样一来，便可以较小的计算资源消耗来简化重点关注区域以外的大规模线性配电网络模型，从而显著降低整体配电系统暂态仿真模型规模，同时保证仿真结果的合理性与准确性。[0005]对外部系统线性配电网络的化简可简要表述为如下过程:以附图1中线性配电网络部分为例，其模型可等效为附图2所示多端子RLC网络形式，并采用状态空间模型表示为:
【权利要求】
1.一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法，其特征在于，包括如下步骤:
1)建立待化简外部系统配电网络的初始状态空间模型
2.根据权利要求1所述的一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法，其特征在于,步骤6)所述的线性系统化简方法是Krylov子空间方法或PRIMA方法。
3.根据权利要求1所述的一种面向暂态仿真的配电系统模型化简误差控制方法，其特征在于，步骤9)所述的增大简化模型维数,是令当前简化模型维数q=q+n_p。
【文档编号】G06Q50/06GK103714212SQ201310743687
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】王成山, 于浩, 李鹏, 丁承第, 宋关羽, 董旭柱, 于力, 黄红远, 彭飞进, 黄小耘 申请人:天津大学, 广东电网公司佛山供电局, 南方电网科学研究院有限责任公司