传输线仿真参数的确定方法、装置、电子设备和存储介质与流程

1.本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种传输线仿真参数的确定方法、装置、电子设备和存储介质。


背景技术：

2.随着电力系统正在向以新能源为主体的电力系统转型升级，传统的交流电力系统已经转换成交直流混合电网。基于交直流混合电网的特性，一般采用电磁暂态仿真技术，以对交直流混合电网中的薄弱环节进行识别和检测，从而提高整个网络的稳定性。
3.目前主要是采用空间并行算法，以计算电磁暂态仿真过程中的相关数据。空间并行计算的核心思想主要是对电力系统进行解耦，即将电力系统分解成若干规模较小的网络，对每个分区分别进行仿真计算，从而减小仿真过程中系统矩阵的规模，从而减少计算耗时。然而配电网络中的传输线通常较短，无法实现解耦，使得无法使用空间计算方法，从而增加大量的计算时间消耗。


技术实现要素：

4.本发明的目的包括，例如，提供了一种传输线仿真参数的确定方法、装置、电子设备和存储介质，其能够让无法实现解耦的待处理传输线，满足解耦条件。
5.本发明的实施例可以这样实现：
6.第一方面，本发明提供一种传输线仿真参数的确定方法，应用于电子设备，所述方法包括：
7.查找电力网络中无法实现解耦的待处理传输线；
8.获取所述待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值；
9.根据所述电感值与所述电感调整值，得到目标电感值；
10.根据所述电容值以及所述仿真步长，得到目标电容值；
11.将所述目标电感值和所述目标电容值作为所述待处理传输线的仿真参数，以使所述待处理传输线满足解耦条件。
12.在可选的实施方式中，所述方法还包括确定所述目标电感值和所述目标电容值是否满足贝瑞隆模型仿真要求的步骤，该步骤包括：
13.基于pi模型，利用所述待处理传输线的电感值和电容值进行仿真，得到初始仿真结果；
14.基于pi模型，利用所述目标电感值和所述目标电容值进行仿真，得到第一仿真结果；
15.根据所述初始仿真结果和所述第一仿真结果，得到目标误差；
16.若所述目标误差小于预设误差阈值，则确定满足贝瑞隆模型仿真要求，基于贝瑞隆模型，将所述目标电感值和所述目标电容值作为所述待处理传输线的仿真参数进行仿真。
17.在可选的实施方式中，所述第一仿真结果为多个，基于pi模型，利用利用所述目标电感值和所述目标电容值进行仿真，得到第一仿真结果的步骤，包括：
18.基于pi模型，利用所述目标电感值和所述目标电容值进行仿真，得到其中一个第一仿真结果；
19.根据所述目标电感值与所述电感调整值，得到第一电感值；
20.根据所述目标电容值以及所述仿真步长，得到第一电容值；
21.基于pi模型，利用所述第一电感值和所述第一电容值进行仿真，得到另一个第一仿真结果；
22.将所述第一电感值作为所述目标电感值，将第一电容值作为所述目标电容值，按照预设次数，重复执行根据所述目标电感值与所述电感调整值，至基于pi模型，利用所述第一电感值和所述第一电容值进行仿真，得到另一个第一仿真结果的步骤，直至得到预设数量的第一仿真结果；
23.所述根据所述初始仿真结果和所述第一仿真结果，得到目标误差的步骤，包括：
24.针对每个所述第一仿真结果，根据所述初始仿真结果和所述第一仿真结果，得到待确定误差；
25.从所有所述待确定误差中，选取最小的待确定误差作为目标误差；
26.所述基于贝瑞隆模型，将所述目标电感值和所述目标电容值作为所述待处理传输线的仿真参数进行仿真的步骤，包括：
27.基于贝瑞隆模型，将最小的待确定误差对应的目标电感值和目标电容值，作为所述待处理传输线的仿真参数进行仿真。
28.在可选的实施方式中，所述方法还包括：
29.若所述目标误差大于所述误差阈值，则基于pi模型，将所述待处理传输线的电容值和电感值，作为所述待处理传输线的仿真参数进行仿真。
30.在可选的实施方式中，所述目标电感值，通过以下方式得到：
31.l＝l0+
△
l
32.其中，l0代表电感值，
△
l代表电感调整值。
33.在可选的实施方式中，所述目标电容值，通过以下方式得到：
34.c＝
△
t^2/l
35.其中，
△
t代表仿真步长，l代表目标电感值。
36.在可选的实施方式中，所述待确定误差，通过以下方式得到：
[0037][0038]
其中，α1代表初始仿真结果，α2代表第一仿真结果。
[0039]
第二方面，本发明提供一种传输线仿真参数的确定装置，应用于电子设备，所述装置包括：
[0040]
查找模块，用于查找电力网络中无法实现解耦的待处理传输线；
[0041]
获取模块，用于获取所述待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值；
[0042]
确定模块，用于根据所述电感值与所述电感调整值，得到目标电感值；根据所述电容值以及所述仿真步长，得到目标电容值；将所述目标电感值和所述目标电容值作为所述待处理传输线的仿真参数，以使所述待处理传输线满足解耦条件。
[0043]
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如前述实施方式中任一项所述方法。
[0044]
第四方面，本发明提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如前述实施方式任一项所述方法的步骤。
[0045]
本发明实施例的有益效果包括，例如：在确定电力网络中待处理传输线，基于待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值，得到目标电感值和目标电容值，从而使得将该目标电感值和目标电容值作为该待处理传输线的仿真参数进行仿真时，可以满足解耦条件。从而使得可以使用空间计算方法，减少计算时间消耗。
附图说明
[0046]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0047]
图1为本发明实施例提供的一种贝瑞隆模型的示意图。
[0048]
图2为本发明实施例提供一种电子设备的结构示意图。
[0049]
图3为本发明实施例提供的一种传输线仿真参数的确定方法的流程示意图之一。
[0050]
图4为本发明实施例提供的一种无法实现解耦的传输线的示意图。
[0051]
图5为本发明实施例提供的一种传输线仿真参数的确定方法的流程示意图之二。
[0052]
图6为本发明实施例提供的一种pi模式的示意图。
[0053]
图7为本发明实施例提供的一种传输线仿真参数的确定方法的流程示意图之三。
[0054]
图8为本发明实施例提供一种传输线仿真参数的确定装置的功能模块示意图。
[0055]
图标：100-电子设备；110-通信单元；120-存储器；130-处理器；
[0056]
200-传输线仿真参数的确定装置；210-查找模块；220-获取模块；230-确定模块。
具体实施方式
[0057]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0058]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一
个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0060]
此外，若出现术语“第一”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0061]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
[0062]
由于空间并行算法的计算效率高，因此在电力网络中广泛采用该算法，以计算电磁暂态仿真过程中一些复杂的信息。目前常用的空间并行算法有网络分裂算法和长传输线解耦法，长传输线解耦法相比于网络分裂算法的计算效率更高。长传输线解耦法的基本原理是利用贝瑞隆模型实现电网分区和解耦，而使用贝瑞隆传输线模型的前提是，波在线路中的传输时间大于或等于对电力网络仿真时的仿真步长。由于贝瑞隆传输线模型的使用前提，使得在电力网络中长度较短的传输线无法满足这一使用前提，即对于电力网络中长度较短的传输线无法使用长传输线解耦法，从而使得计算效率低下。
[0063]
为方便理解贝瑞隆模型的解耦，下面将简单介绍一下传输线解耦法分割接口模型，即贝瑞隆模型。
[0064]
如图1所示，为本发明实施例提供的一种贝瑞隆模型。如图所示：
[0065][0066]
其中:其中:
[0067]
在上述公式中，im(t)表示t时刻流入贝瑞隆传输线的左端电流，im(t-τ)表示t-τ时刻流入贝瑞隆传输线的左端电流。in(t)表示t时刻流入贝瑞隆传输线右端电流，in(t-τ)表示t-τ时刻流入贝瑞隆传输线的右端电流。um(t)表示t时刻贝瑞隆传输线的左端电压，um(t-τ)表示t-τ时刻贝瑞隆传输线的左端电压。un(t)表示t时刻贝瑞隆传输线的右端电压，un(t-τ)表示t-τ时刻贝瑞隆传输线的右端电压。i
mn
(t-τ)表示贝瑞隆传输线的左侧等效电流源，i
nm
(t-τ)表示贝瑞隆传输线的右侧等效电流源。
[0068]
在上述图1中，z＝zc+r/4，z为贝瑞隆传输线的诺顿等效阻抗，其中zc为传输线的特征阻抗，r为线路的等效电阻。h表示传输线的长度。
[0069]
基于现有技术存在的问题，请参照图2，为本发明实施例提供一种电子设备100的结构示意图。该电子设备100包括存储器120、处理器130以及通信单元110。
[0070]
该存储器120、处理器130以及通信单元110各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。该传输线仿真参数方法可以以软件或固件(firmware)的形式存储于存储器120中或固化在电子设备100的操作系统(operating system，os)中的软件功能模块。处理器130用于执行存储器120中存储的可执行模块。
[0071]
其中，该存储器120可以是，但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，
电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。其中，存储器120用于存储程序，该处理器130在接收到执行指令后，执行该程序。该通信单元110用于与外部系统通信连接。
[0072]
该处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0073]
图3为本发明实施例提供的一种传输线仿真参数的确定方法的流程示意图之一，该方法可以应用于上述电子设备。请参照图3，其可以通过下述步骤s101至步骤s105实现：
[0074]
步骤s101、查找电力网络中无法实现解耦的待处理传输线。
[0075]
步骤s102、获取待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值。
[0076]
步骤s103、根据电感值与电感调整值，得到目标电感值。
[0077]
步骤s104、根据电容值以及仿真步长，得到目标电容值。
[0078]
步骤s105、将目标电感值和目标电容值作为待处理传输线的仿真参数，以使待处理传输线满足解耦条件。
[0079]
查找出电力网络中无法实现解耦的待处理传输线。基于待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值，得到目标电感值和目标电容值，从而使得将该目标电感值和目标电容值作为该待处理传输线的仿真参数进行仿真时，可以满足解耦条件。从而使得可以使用空间计算方法，减少计算时间消耗。
[0080]
示例性的，待处理的传输线如图4所示，为本发明实施例提供的一种无法实现解耦的传输线的示意图。其中line的单位长度传输线的电阻为r1，电感为l1,电容为c1，长度为h1。其中r1是线路的电阻，l1是线路电感。c1是线路电容，由于线路长度较短，无法对两条线路进行传输线解耦。
[0081]
请继续参阅图3，为方便理解本方法实施例，下面将对波在线路的传输时间的计算进行说明。波在线路中的传输时间，即τ可以通过以下公式计算得到：
[0082][0083]
其中，l为传输线的线路电感、c为传输线的对地电容。l为传输线长度，v表征波的速度。
[0084]
示例性的，目标电感值可以通过以下公式得到：l＝l0+
△
l。
[0085]
其中，l0代表电感值，
△
l代表电感调整值。
[0086]
示例性的，目标电容值可以通过以下方式得到：c＝
△
t^2/l。
[0087]
其中，
△
t代表仿真步长，l代表目标电感值。
[0088]
因此，将目标电感值以及目标电容值的仿真参数进行仿真时，可以计算得到波在
线路中的传输时间为：
[0089]
如此，通过上述目标电感值和目标电容值的设置，使得可以不断调整目标电容值和目标电容值的同时，保证仿真步长等于波在线路中的传输时间，即满足使用长传输线解耦法的使用前提条件。
[0090]
其中，仿真步长的具体值可以由实际应用进行设置。一般取50ms，若取的仿真步长的值太小，使得采样点变多，导致计算量过大，从而导致计算时间过长。
[0091]
进一步地，为减少仿真与实际应用中的差距。图5为本发明实施例提供的一种传输线仿真参数的确定方法的流程示意图之二。上述方法还包括确定目标电感值和目标电容值是否满足贝瑞隆模型仿真要求的步骤，该步骤包括：
[0092]
步骤s106、基于pi模型，利用待处理传输线的电感值和电容值进行仿真，得到初始仿真结果。
[0093]
步骤s107、基于pi模型，利用目标电感值和目标电容值进行仿真，得到第一仿真结果。
[0094]
步骤s108、根据初始仿真结果和第一仿真结果，得到目标误差。
[0095]
步骤s109、若目标误差小于预设误差阈值，则确定满足贝瑞隆模型仿真要求，基于贝瑞隆模型，将目标电感值和目标电容值作为待处理传输线的仿真参数进行仿真。
[0096]
步骤s1010、若目标误差大于误差阈值，则基于pi模型，将待处理传输线的电容值和电感值，作为待处理传输线的仿真参数进行仿真。
[0097]
示例性的，由于待处理传输线的仿真参数和其实际参数是不一样的，即存在仿真结果与实际结果不符情况，使得利用空间并行计算出的结果偏离实际的情况。因此，可以基于pi模型，利用待处理传输线的电感值和电容值进行仿真，以得到初始仿真结果，以及利用目标电感值和目标电容值进行仿真，以得到第一仿真结果。使得可以基于初始仿真结果和第一仿真结果，得到目标误差。当目标误差小于预设误差阈值时，则可以确定满足贝瑞隆模型仿真要求。即基于目标电感值和目标电容值，利用贝瑞隆模型进行仿真时，与待传输线实际应用中的差别不大，即在仿真过程与实际应用过程中的误差在允许的范围内。使得在提高运行计算效率的同时，提高计算结果的准确度。
[0098]
示例性的，预设误差阈值可以根据实际应用中的仿真经验进行合理设置，以使误差可以满足当时的实际应用。
[0099]
示例性的，当目标误差大于预设的误差阈值时，则认为实际应用与仿真的差距太大，使得利用空间并行计算出的结果没有参考意义。因此，还是采用pi模型，利用待传输线的电感值和电容值进行仿真并计算相关信息，以确保计算结果的准确性。
[0100]
为方便理解pi模型，图6为本发明实施例提供的一种pi模式的示意图，如图6所示，是用pi模型进行仿真时，其传输线未实现解耦。其中，r是传输线的电阻，l是传输线的电感，c是传输线的对地电容。
[0101]
为使仿真结果以及实际结果的差值更小，如图7所示，为本发明实施例提供的一种传输线仿真参数的确定方法的流程示意图之三。第一仿真结果为多个，步骤s107可以通过如下方式实现：
[0102]
步骤s107-1、基于pi模型，利用目标电感值和目标电容值进行仿真，得到其中一个
第一仿真结果。
[0103]
步骤s107-2、根据目标电感值与电感调整值，得到第一电感值。根据目标电容值以及仿真步长，得到第一电容值。
[0104]
步骤s107-3、基于pi模型，利用第一电感值和第一电容值进行仿真，得到另一个第一仿真结果。
[0105]
步骤s107-4、将第一电感值作为目标电感值，将第一电容值作为目标电容值。
[0106]
按照预设次数，重复执行根据目标电感值与电感调整值，至基于pi模型，利用第一电感值和第一电容值进行仿真，得到另一个第一仿真结果的步骤，直至得到预设数量的第一仿真结果。
[0107]
示例性的，第一仿真结果为基于软件仿真后显示的电流以及电压等的波形图，和/或基于该波形图转换成的数组。
[0108]
在上述获取多个目标电感值和目标电容值后，步骤s108可以通过如下方式实现：
[0109]
步骤s108-1、针对每个第一仿真结果，根据初始仿真结果和第一仿真结果，得到待确定误差。
[0110]
步骤s108-2、从所有待确定误差中，选取最小的待确定误差作为目标误差。
[0111]
需要说明的是，误差并不是随着电感值以及电容值调整逐渐变大或变小的，而是随机变化。因此，按照预设次数，反复对目标电感值和目标电容值进行调整，获取多个目标电感值和目标电容值，以使可以获取误差最小时的目标电感值和目标电容值。
[0112]
示例性的，待确定误差可以通过如下公式计算得到：
[0113]
其中，α1代表初始仿真结果，α2代表第一仿真结果。error表征是初始仿真结果与第一仿真结果的误差二范数。
[0114]
在确定最小误差后，步骤s109可以通过如下方式实现：
[0115]
步骤s109-1、若目标误差小于预设误差阈值，则确定满足贝瑞隆模型仿真要求，基于贝瑞隆模型，将最小的待确定误差对应的目标电感值和目标电容值，作为待处理传输线的仿真参数进行仿真。
[0116]
基于上述对最小误差时的目标电感值和目标电容值的获得，使得利用该目标电感值和目标电容值进行仿真时，可以提高计算效率的同时，减少实际应用与仿真的差距。
[0117]
图8为本发明实施例提供一种传输线仿真参数的确定装置200的功能模块示意图，该装置基本原理及产生的技术效果与前述对应的方法实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及部分，可参考方法实施例中的相应内容。如图8所示，该装置包括查找模块210、获取模块220以及确定模块230。
[0118]
查找模块210，用于查找电力网络中无法实现解耦的待处理传输线。
[0119]
获取模块220，用于获取待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值。
[0120]
确定模块230，用于根据电感值与电感调整值，得到目标电感值。根据电容值以及仿真步长，得到目标电容值。将目标电感值和目标电容值作为待处理传输线的仿真参数，以使待处理传输线满足解耦条件。
[0121]
示例性的，确定模块230还用于确定目标电感值和目标电容值是否满足贝瑞隆模型仿真要求。以及该确定模块230用于执行确定目标电感值和目标电容值是否满足贝瑞隆模型仿真要求的步骤，包括：
[0122]
基于pi模型，利用待处理传输线的电感值和电容值进行仿真，得到初始仿真结果。
[0123]
基于pi模型，利用目标电感值和目标电容值进行仿真，得到第一仿真结果。
[0124]
根据初始仿真结果和第一仿真结果，得到目标误差。
[0125]
上述装置还包括仿真模块，该仿真模块，用于若目标误差小于预设误差阈值，则确定满足贝瑞隆模型仿真要求，基于贝瑞隆模型，将目标电感值和目标电容值作为待处理传输线的仿真参数进行仿真。
[0126]
若目标误差大于误差阈值，则基于pi模型，将待处理传输线的电容值和电感值，作为待处理传输线的参数进行仿真。
[0127]
本发明实施例还提供一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述方法实施例的步骤。
[0128]
综上所述，本发明实施例提供了一种传输线仿真参数的确定方法、装置、电子设备及存储介质，其能在确定电力网络中待处理传输线，基于待处理传输线的电感值和电容值，以及预设的仿真步长和电感调整值，得到目标电感值和目标电容值，从而使得将该目标电感值和目标电容值作为该待处理传输线的仿真参数进行仿真时，可以满足解耦条件。此外后续通过多次循环，从得到的多个目标电容值和目标电感值中，选取误差最小时的目标电感值和目标电容值，使得与实际应用情况更为相似，即计算得到的结果的准确度更高。
[0129]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0130]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0131]
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0132]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技
术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。