大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法及系统与流程

本发明涉及大规模电网技术领域，并且更具体地，涉及一种大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法。

背景技术：

随着我国经济社会的迅速发展进步，能源安全、气候变化、可持续发展已经成为我国经济社会发展的重大战略问题。为了适应经济社会发展，近年来国家电网公司持续推动特高压电网的快速发展，从而国家电网主网架呈现出交直流混联的显著特征。

电磁暂态仿真是一种对交直流电网运行特性仿真较为准确的技术手段，但对于大规模交直流电网的电磁暂态仿真，其仿真模型搭建是一项艰巨的任务。传统的人工手动建模的方式，耗用人员多、时间长，流程繁琐，工作量大，且容易出错。对于通常的一个区域电网仿真项目，建模工作约占整个项目工作量的60％～80％，其中发电机及其控制器建模是其中极为重要的一项工作。

为了提高电磁暂态仿真分析的工作效率，开发一种自动建模工具成为一种必然。对于大规模电网的电磁暂态自动建模工作，由于电网结构复杂、规模巨大，会带来许多不同于小规模电网自动建模的问题和挑战。问题和挑战可能包括：大规模电网拓扑布局的效率低下；出现各种异常问题的概率较高，由此自动建模结果的人工校核和调试必不可少，而人工校核与调试的工作量与电网规模直接相关；此外，为了实现高质量的大规模电网自动建模，一些人工操作必不可免，比如电网解耦、故障添加等，而这些人工操作的工作量亦与电网规模直接相关。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提出了一种大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法，本发明方法包括：

读取原始大规模电网电磁暂态数据，筛选出数据中所有厂站的母线信息；

将筛选出母线分成多个部分，每部分母线整理为一个集合，对每个集合单独命名，定义命名后的集合为一个子系统；

对任一个子系统，根据所定义的母线集合，确定与母线集合相关的所有电网元件，从而确定子系统内部元件组成；

根据原始大规模电网机电暂态潮流结果数据确定子系统边界元件参数，所述的子系统具备独立建模能力；

对已定义的全部子系统及未定义至任何子系统的母线集合，可自动生成完整子系统电网模型。

可选的，确定子系统内部元件的具体如下：

根据子系统中包含的母线集合，自动确定母线集合上挂接的所有单端元件，归属于该子系统；

根据子系统中包含的母线集合，自动选择各侧母线均在母线集合中的双端或多端元件，归属于所述子系统；

对于各侧母线不在同一个子系统中的双端或多端元件，根据功率流向或电压等级等辅助条件自动确定其所属子系统。

可选的，确定子系统边界元件的具体如下：

根据大规模电网机电暂态数据的潮流计算结果，计算子系统在每个边界母线处与外部电网的交互功率，将边界母线相连的所有外部元件流出母线的交互功率代数相加；

对边界母线处设置一个负荷元件，所述负荷元件中填写所述交互公功率代数和；

结合子系统内部元件，形成一个完整的与原始电网潮流结果等价的子系统电网。

可选的，互功率包括：有功功率和无功功率。

本发明还提出了一种大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分系统，本发明系统包括：

获取信息模块，读取原始大规模电网电磁暂态数据，筛选出数据中所有厂站的母线信息；

定义模块，将筛选出母线分成多个部分，每部分母线整理为一个集合，对每个集合单独命名，定义命名后的集合为一个子系统；

划分模块，对任一个子系统，根据所定义的母线集合，确定与母线集合相关的所有电网元件，从而确定子系统内部元件组成；

确定参数模块，根据原始大规模电网机电暂态潮流结果数据确定子系统边界元件参数，所述的子系统具备独立建模能力；

生成电网模块，对已定义的全部子系统及未定义至任何子系统的母线集合，可自动生成完整子系统电网模型。

本发明对于每个子系统拓扑布局的时间大大降低，进而提高了整个目标电网的自动建模效率；

本发明对自动建模结果校核与调试、电网解耦提供了基础，可以大幅提高大规模电网自动建模效率。

附图说明

图1为大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法流程图；

图2为大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法子系统结构图；

图3为大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法电网模型结构图；

图4为大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分系统结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

本发明提供了一种大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分方法，如图1所示，包括：

对大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分，并开展基于子系统划分的协作工作模式，包括：

读取原始大规模电网电磁暂态数据，筛选出数据中所有厂站的母线信息；

将筛选出母线分成多个部分，每部分母线整理为一个集合，对每个集合单独命名，定义命名后的集合为一个子系统，独立的子系统如图2所示；

对任一个子系统，根据所定义的母线集合，确定与母线集合相关的所有电网元件，从而确定子系统内部元件组成，其中，确定子系统内部元件的具体包括：

根据子系统中包含的母线集合，自动确定母线集合上挂接的所有单端元件，归属于该子系统；

根据子系统中包含的母线集合，自动选择各侧母线均在母线集合中的双端或多端元件，归属于所述子系统；

对于各侧母线不在同一个子系统中的双端或多端元件，根据功率流向或电压等级等辅助条件自动确定其所属子系统。

根据原始大规模电网机电暂态潮流结果数据确定子系统边界元件参数，所述的子系统具备独立建模能力，其中，确定子系统边界元件的具体方法如下：

根据大规模电网机电暂态数据的潮流计算结果，计算子系统在每个边界母线处与外部电网的交互功率，所述交互功率包括：有功功率和无功功率，将边界母线相连的所有外部元件流出母线的有功功率和无功功率分别代数相加；

对边界母线处设置一个负荷元件，所述负荷元件中填写所述有功功率和无功功率的代数和；

结合子系统内部元件，形成一个完整的与原始电网潮流结果等价的子系统电网。

对已定义的全部子系统及未定义至任何子系统的母线集合，可自动生成完整子系统电网模型，电网模型如图3所示。

本发明还提供了一种大规模电网电磁暂态自动建模的子系统划分系统200，系统200如图4所示，包括：

获取信息模块201，读取原始大规模电网电磁暂态数据，筛选出数据中所有厂站的母线信息；

定义模块202，将筛选出母线分成多个部分，每部分母线整理为一个集合，对每个集合单独命名，定义命名后的集合为一个子系统；

划分模块203，对任一个子系统，根据所定义的母线集合，确定与母线集合相关的所有电网元件，从而确定子系统内部元件组成；

确定参数模块204，根据原始大规模电网机电暂态潮流结果数据确定子系统边界元件参数，所述的子系统具备独立建模能力；

生成电网模块205，对已定义的全部子系统及未定义至任何子系统的母线集合，可自动生成完整子系统电网模型。

本发明对于每个子系统拓扑布局的时间大大降低，进而提高了整个目标电网的自动建模效率；

本发明对自动建模结果校核与调试、电网解耦提供了基础，可以大幅提高大规模电网自动建模效率。