一种基于多稀疏矢量道路集的电力系统暂态稳定仿真方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统自动化领域，尤其涉及一种形成多个稀疏矢量道路集进行前 代回代的电力系统暂态稳定仿真方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统暂态稳定分析是电力系统分析计算中最基础、最核心的内容之一。在线 动态安全分析，安全稳定紧急控制、预防控制，智能调度等先进技术已逐步要求在电力系统 中推广应用。实现这些先进技术的前提条件是能够快速、准确、可靠地对大规模电力系统进 行的暂态稳定仿真计算。
[0003] 数值积分是电力系统暂态稳定计算最准确、最可靠的方法。数值积分法的最大缺 点是计算量大，尽管计算机速度已经有了飞速提高，但对于大规模电力系统，计算时间仍难 以满足在线动态安全分析、预防控制、紧急控制等计算的要求。
[0004] 电力系统的暂态过程可用如下形式的微分-代数方程组描述
【主权项】
1. 一种基于多稀疏矢量道路集的电力系统暂态稳定仿真方法，其特征在于，包括如下 步骤： (1) 输入电力系统的原始数据与信息，进行潮流计算，W潮流计算结果为系统运行变量 y(〇)，计算系统状态变量初值x(0); (2) 形成描述电力系统暂态过程的微分方程和网络代数方程，并对有源节点进行分类， 一类是在网络代数方程求解中虚拟注入电流计算与节点电压直接相关的节点，记为A类节 点；另一类是除A类节点W外，虚拟注入电流在网络代数方程求解过程中不随节点电压改 变的节点，如感应电动机负荷节点、E'恒定模型发电机节点等，记为B类节点；形成=个不 同的有源节点稀疏矢量道路集，分别是Pathl ;所有有源节点的稀疏矢量道路集；Path2 ;A 类节点的稀疏矢量道路集；Path3 ;不在化th2中的B类节点的稀疏矢量道路集； (3) 置暂态稳定计算初值时刻t = 0,确定暂态稳定计算采用的积分步长，开始暂态稳 定仿真计算； (4) 判断t时刻有无故障或操作，没有则转步骤6,有则执行步骤5 ; (5) 根据故障或操作，修改节点导纳矩阵，并重新计算操作后的运行变量y(t); (6) 利用数值积分方法，求取微分方程，得到系统状态变量x(t+At); (7) 求解网络代数方程，W化thl进行快速前代，Path2进行迭代过程中的快速回代， Path3进行迭代收敛后的快速回代，求得此时的系统运行变量y (t+ A t); (8) 检查两次迭代各发电机功角偏差值，若偏差大于给定进度精度e，则返回步骤6继 续迭代，否则执行步骤9; (9) 判断系统是否稳定，即任意两台发电机的最大相对摇摆功角是否大于某一给定值， 若是执行步骤12,否则，执行步骤10 ; (10) 将仿真时间推进一个步长，令t = t+A t ; (11) 判断是否到达事先给定的仿真时间T，若t > T则执行步骤12,否则返回步骤4 ; (12) 输出计算结果并结束计算。
2. 根据权利要求1所述的一种基于多稀疏矢量道路集的电力系统暂态稳定仿真方法， 其特征在于，所述步骤7包括W下子步骤： (7. 1)计算B类有源节点注入电流； (7. 2)计算A类有源节点的虚拟注入电流； (7. 3)依照化thl节点道路集进行快速前代； (7. 4)依照化th2节点道路集进行快速回代，求得所有A类节点电压； (7.5)检验前后两次迭代中A类节点中发电机节点电压误差是否小于指定误差e。，若 满足，停止迭代；否则返回步骤7. 2 ; (7. 6)依照化th3进行快速回代，求出剩余B类节点电压，本次网络方程求解结束。
【专利摘要】本发明公开了一种基于多稀疏矢量道路集的电力系统暂态稳定仿真方法。电力系统暂态稳定计算中，利用网络代数方程独立矢量与解矢量稀疏结构的稀疏矢量技术已经得到了广泛的应用。但现有的稀疏矢量技术仅仅关注了网络代数方程独立矢量和解矢量的高度稀疏性，形成一个有源节点道路集进行求解，没有考虑到暂态稳定计算过程中迭代求解网络代数方程的不同阶段需要不同的解矢量的特点。本发明充分考虑了网络中有源节点的特点，将有源节点分为两类，形成三个不同的稀疏矢量道路集，求解过程中不同步骤采用不同的稀疏矢量道路集，进一步规避不必要的计算。应用本发明可显著减少电力系统暂态稳定仿真时求解微分-代数方程的计算量。
【IPC分类】G06F19-00, H02J3-00
【公开号】CN104578054
【申请号】CN201510014584
【发明人】王建全, 高一凡, 肖谭南, 黎萌, 张春燕, 张仲驰
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日