一种基于套接字技术的电力系统机电-电磁混合仿真方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于套接字技术的电力系统机电-电磁混合仿真方法。
【背景技术】
[0002]在电网运行过程中，电磁暂态与机电暂态过程是同时发生的。电磁暂态过程是指电力系统各个元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化过程，电磁暂态仿真用数值计算方法对电力系统中从几微秒到几十毫秒之间的电磁暂态过程进行仿真。机电暂态过程是指电力系统中发电机和电动机电磁转矩的变化弓I起电机转子机械运动的变化过程。机电暂态过程仿真主要研宄电力系统受到大干扰后的暂态稳定和小扰动后的静态稳定性能。
[0003]随着大量电力电子设备如高压直流输电(HVDC)和柔性交流输电系统(FACTS)引入电力系统，电网的运行控制变得更趋复杂。为了提高电网安全稳定分析水平，有必要对含有这些设备的电力系统进行有效的数字仿真。机电暂态仿真程序对于研宄电力电子器件内部故障过程、控制方法和对整个系统行为的影响具有很大的局限性；现有的商业电磁暂态仿真程序受计算机计算和存储能力的限制，难以对大型电力系统进行全网电磁仿真。为了弥补上述两方面的不足，科学家提出了混合仿真的方法。将系统分成交、直流两个子系统，HVDC和FACTS使用电磁暂态模型进行电磁暂态仿真；交流系统使用准稳态模型进行机电暂态仿真。混合仿真算法既精确地反映了非线性电力电子器件的动态特性，又具有较高的仿真效率。
[0004]传统的混合仿真算法都需要建立HVDC或FACTS器件及其控制器的电磁暂态模型，并编制仿真程序模拟器件内部复杂的电磁暂态过程，不同的器件、不同的控制策略需要编制不同的程序，缺乏灵活性和通用性。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种基于套接字技术的电力系统机电-电磁混合仿真方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供了一种基于套接字技术的电力系统机电-电磁混合仿真方法，该方法包括以下步骤:
[0007]A、对电力系统网络进行划分，将系统分为时间尺度差异很大的内部网络和外部网络;
[0008]B、采用通用电力系统电磁暂态仿真软件对电力系统内部网络进行电磁暂态仿真计算。
[0009]C、采用通用的电力系统机电暂态仿真软件对电力系统外部网络进行机电暂态仿真计算。
[0010]D、在机电暂态仿真系统与电磁暂态仿真系统之间，利用套接字技术，实现两个仿真系统的通讯，内在、有机连接，实现混合仿真的效果。
[0011]本发明的方法与传统的机电-电磁混合仿真的方法相比，不用编制暂态仿真程序，简化了仿真过程，提高了混合仿真的可靠性。
[0012]根据本发明另一【具体实施方式】，步骤A中，内部网络包含电力电子器件等快速动作的元件或者波形畸变比较严重，其采用小步长和比较精确的模型。
[0013]根据本发明另一【具体实施方式】，步骤A中，外部网络中为交流网络并且三相波形基本对称；其采用准稳态模型和大步长。
[0014]根据本发明另一【具体实施方式】，步骤A中，含有直流、FACTS等电力电子装置的部分是快速暂态部分，作为电力系统内部网络；其它的常规交流系统作为电力系统外部网络。
[0015]根据本发明另一【具体实施方式】，步骤B中，在进行电磁暂态计算时，机电侧用戴维南等值电路代替，并在数据交换时刻，将等效的电压值和阻抗值交换到电磁暂态仿真程序中进行下一个步长的电磁暂态仿真计算。
[0016]根据本发明另一【具体实施方式】，步骤C中，在进行机电暂态计算时，电磁侧用等效电流源代替，并在数据交换时刻，将等效的注入电流交换到机电暂态仿真程序中进行下一个步长的机电暂态仿真计算。
[0017]根据本发明另一【具体实施方式】，步骤D中，利用套接字技术，在混合仿真两端建立起“客户端-服务器模型”;该“客户端-服务器模型”包括“套接字服务器”和“套接字客户端”；
[0018]其中，“套接字服务器”建立在机电暂态仿真程序中，在数据交互时刻，服务器接收电磁暂态仿真程序传来的数据，并将网络等值的信息发送到电磁暂态仿真程序的“套接字客户端”组件中；
[0019]“套接字客户端”组件建立在电磁暂态仿真程序中，在数据交互时刻，客户端接收机电暂态仿真程序“套接字服务器”传来的数据，并将网络等值信息发送到机电暂态仿真程序的“套接字服务器”中。
[0020]与现有技术相比，本发明具备如下有益效果:
[0021]本发明的方法与传统的机电-电磁混合仿真的方法相比，不用编制暂态仿真程序，简化了仿真过程，提高了混合仿真的可靠性。
[0022]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
【附图说明】
[0023]图1是实施例1的基于套接字技术的电力系统机电-电磁混合仿真方法的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]实施例1
[0025]图1是本实施例的基于套接字技术的电力系统机电-电磁混合仿真的系统结构示意图，该方法包括以下步骤:
[0026]A、首先对电力系统网络进行分块，含有直流、FACTS等电力电子装置的部分是快速暂态部分，作为电力系统内部网络；其它的常规交流系统作为电力系统外部网络。
[0027]具体而言，电力系统混合仿真的基本思想，通过网络的划分，将系统分为两部分。
[0028](I) 一部分需要进行细致的研宄，通常这部分系统包含电力电子器件等快速动作的元件或者波形畸变比较严重。因此需要采用小步长和比较精确的模型对这部分网络进行仿真。这部分网络作为内部网络，通常利用电磁暂态程序进行仿真。
[0029](2)而另一部分网络，通常称为外部网络。外部网络中一般为交流网络并且三相波形基本对称。采用准稳态模型和大步长对这部分网络进行仿真已经足够精确。所以这部