电力系统高效仿真方法及装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及电力系统仿真，尤其涉及基于电力系统高效仿真方法及装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、如今较为主流仿真装置，例如，实时数字仿真器(real time digital simulator，rtds)等，可对电力系统的电磁暂态现象进行实时仿真，但是电力系统中还有机电暂态现象，因此，可通过仿真装置同时对电力系统的元件的电磁暂态现象和机电暂态现象进行仿真。

2、仿真装置对电磁暂态现象进行仿真时，仿真步长一般在50us左右，此时电力系统的元件的响应时间在微秒级别，但是电力系统中还有具有机电暂态现象的元件如发电机及控制器等，这些元件的响应时间最佳为10ms，为毫秒级别，因此，相对于电磁暂态电气元件，机电暂态电气元件属于慢速系统，所以这些机电暂态电气元件与电磁暂态电气元件同用50us的仿真步长进行实时仿真，对计算资源的需求非常大。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述问题，提出电力系统高效仿真方法及装置、设备及存储介质，以降低计算资源需求。

2、为实现上述目的，本申请第一方面提供一种电力系统高效仿真方法，所述方法应用于实时仿真系统，所述系统包括第一电力系统、第二电力系统，所述第一电力系统用于对电力系统的电磁暂态进行仿真，所述第二电力系统用于对所述电力系统的机电暂态进行仿真，且所述第一电力系统的仿真使用的第一步长小于所述第二电力系统的仿真使用的第二步长，所述方法具体包括：

3、控制所述第一电力系统按照所述第一步长进行电磁暂态仿真，并确定当前仿真次数；

4、根据所述当前仿真次数与所述第二电力系统中的各个元件之间的对应关系，得到与所述当前仿真次数对应的目标元件；

5、在确定所述目标元件之后，生成仿真指令并发送给所述第二电力系统，所述仿真指令用于指示所述第二电力系统对所述目标元件执行机电暂态仿真。

6、进一步的，所述当前仿真次数小于预设的上限阈值，所述上限阈值的确定方法具体包括：

7、获取所述第一步长和第二步长；

8、计算所述第一步长与所述第二步长之间的倍数关系；

9、根据预设的选取条件及所述倍数关系得到所述上限阈值。

10、进一步的，所述选取条件具体包括：

11、当所述倍数关系为整数时，则确定所述倍数关系作为所述上限阈值；

12、当所述倍数关系不为整数时，则选取与所述倍数关系相邻的两个整数中，与所述倍数关系的差值最小的整数，作为所述上限阈值；

13、当所述相邻的两个整数与所述倍数关系的差值相同，则在所述相邻的两个整数中任意选取一个，作为所述上限阈值。

14、进一步的，当所述当前仿真次数达到所述上限阈值时，则仿真次数的数值清零并重新计数。

15、进一步的，所述根据当前仿真次数与所述第二电力系统中的各个元件之间的对应关系，得到与所述当前仿真次数对应的目标元件，具体包括：

16、根据所述上限阈值对所述第二电力系统中的各个第二元件进行编号，确定各个所述第二元件的编号与n个数值之间的映射关系，所述n表示所述上限阈值；

17、基于所述映射关系及所述当前仿真次数，得到所述当前仿真次数对应编号的目标元件。

18、进一步的，所述根据所述上限阈值对所述第二电力系统中的各个第二元件进行编号，确定各个所述第二元件的编号与n个数值之间的映射关系，具体包括：

19、获取所述第二元件的个数；

20、当所述第二元件的个数大于所述上限阈值时；

21、随机对所有所述第二元件进行分组，得到目标元件组，每个所述目标元件组包含的第二元件个数不大于所述上限阈值；

22、根据所述n个数值对所述目标元件组内的各个第二元件进行编号，得到各个所述第二元件的编号与所述n个数值之间的映射关系。

23、进一步的，所述映射关系，具体包括：

24、各个所述第二元件的编号对应所述n个数值中的任意一个，且每个所述目标元件组组内的第二元件的编号对应的数值互不相同。

25、为实现上述目的，本申请第二方面提供一种电力系统高效仿真装置，其特征在于，所述装置包括：数据获取单元、数据处理单元和数据执行单元；

26、所述数据获取单元，用于控制所述第一电力系统按照所述第一步长进行电磁暂态仿真，并确定当前仿真次数；

27、所述数据处理单元，用于根据所述当前仿真次数与所述第二电力系统中的各个元件之间的对应关系，得到与所述当前仿真次数对应的目标元件；

28、所述数据执行单元，用于在确定所述目标元件之后，生成仿真指令并发送给所述第二电力系统，所述仿真指令用于指示所述第二电力系统对所述目标元件执行机电暂态仿真。

29、为实现上述目的，本申请第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面所述方法的步骤。

30、为实现上述目的，本申请第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面所述方法的步骤。

31、采用本发明实施例，具有如下有益效果：

32、本发明公开了电力系统高效仿真方法，该方法应用于实时仿真系统，系统包括第一电力系统、第二电力系统，第一电力系统用于对电力系统的电磁暂态进行仿真，第二电力系统用于对电力系统的机电暂态进行仿真，且第一电力系统的仿真使用的第一步长小于第二电力系统的仿真使用的第二步长，方法具体包括：控制第一电力系统按照第一步长进行电磁暂态仿真，并确定当前仿真次数；根据当前仿真次数与第二电力系统中的各个元件之间的对应关系，得到与当前仿真次数对应的目标元件；在确定目标元件之后，生成仿真指令并发送给第二电力系统，仿真指令用于指示第二电力系统对目标元件执行机电暂态仿真。本方法将电力系统分为执行第一步长仿真电磁暂态现象的第一电力系统，和执行第二步长仿真机电暂态现象的第二电力系统，通过对第一电力系统的运行次数进行计数，获取当前仿真次数在第二电力系统中对应的目标元件，使目标元件执行一次仿真，由此实现电力系统按照多步长进行仿真，以此避免了电力系统中所有元件按照同一仿真步长运行时，运算需求非常大的问题。

技术特征：

1.一种电力系统高效仿真方法，其特征在于，所述方法应用于实时仿真系统，所述系统包括第一电力系统、第二电力系统，所述第一电力系统用于对电力系统的电磁暂态进行仿真，所述第二电力系统用于对所述电力系统的机电暂态进行仿真，且所述第一电力系统的仿真使用的第一步长小于所述第二电力系统的仿真使用的第二步长，所述方法具体包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前仿真次数小于预设的上限阈值，所述上限阈值的确定方法具体包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述选取条件具体包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述当前仿真次数达到所述上限阈值时，则仿真次数的数值清零并重新计数。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前仿真次数与所述第二电力系统中的各个元件之间的对应关系，得到与所述当前仿真次数对应的目标元件，具体包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述上限阈值对所述第二电力系统中的各个第二元件进行编号，确定各个所述第二元件的编号与n个数值之间的映射关系，具体包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述映射关系，具体包括：

8.一种电力系统高效仿真装置，其特征在于，所述装置包括：数据获取单元、数据处理单元和数据执行单元；

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了电力系统高效仿真方法及装置、设备及存储介质，方法应用于实时仿真系统，系统包括第一电力系统、第二电力系统，方法包括：控制第一电力系统按照第一步长进行电磁暂态仿真，并确定当前仿真次数；根据当前仿真次数与第二电力系统中的各个元件之间的对应关系，得到与当前仿真次数对应的目标元件，生成仿真指令并发送给第二电力系统，指示第二电力系统对目标元件执行机电暂态仿真。通过对第一电力系统的运行次数进行计数，获取当前仿真次数在第二电力系统中对应的目标元件，使目标元件执行一次仿真，由此实现电力系统按照多步长进行仿真，以此避免了电力系统中所有元件按照同一仿真步长运行时，运算需求非常大的问题。

技术研发人员：奚鑫泽,胡斌江,邢超,郭琦,李胜男,李书勇,戴云航,卢远宏,许守东,黄立滨,覃日升,郭天宇,徐志,周鑫,何鑫
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13