一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置，所述方法包括将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。本发明专利技术提供的技术方案，减弱了由于解耦后的物理仿真系统和控制信息仿真系统进行通信时产生的时延造成的数值振荡，充分发挥了CPU并行计算的性能，加快了仿真速度，为大规模有源配电网仿真提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置
本专利技术涉及配电网暂态仿真
，具体涉及一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置。
技术介绍
分布式发电及其系统集成技术研究应用进展快速，作为集中式发电的有效补充，分布式发电技术有重要作用。然而，大规模多种类分布式电源的并网运行必将对配网系统的动态特性、电能质量、电压与频率调节以及保护等方面产生诸多影响。详细了解各种分布式电源在系统不同运行方式及运行状态下的动态响应特性有重要意义，而分布式发电系统是多环节相互耦合的强非线性动力学系统，其动态特性是各元件在各个时间尺度上动态特性的叠加，这为分布式发电微网系统动态特性的分析带来了较大困难。分布式发电系统不仅包含传统的一次系统电力系统，随着配电网自动化有源化发展，还包含二次控制信息系统，控制一次侧出力频率调控等。然而，关于控制信息系统的仿真存在以下问题1)由于控制信息系统具有复杂的动态过程，难以对其实现统一建模和一体化仿真；2)将已有的仿真工具联合使用，造成数据传递、同步和协调上的困难。暂态仿真是了解分布式发电微网系统中快动态过程的重要手段，也是揭示系统中各种暂态相关问题的基础，具有十分重要的理论意义与工程应用价值。然而对于分布式发电系统暂态仿真而言，计算速度是需要考虑的一个重要问题。一方面，分布式发电微网系统的时间尺度跨度大，为了保证仿真结果的精度及算法的数值稳定性，通常限制系统中快动态过程的时间常数确定仿真步长的上限，此时全面反映系统在各个时间尺度下动态过程的全部特征可能会导致难以忍受的计算时间；另一方面，分布式电源种类的多样性、控制信息系统的复杂性等因素也使得分布式发电系统计算求解的复杂程度堪比大电网。
技术实现思路
本专利技术提供一种面向大规模分布式发电的仿真方法及装置，其目的是为了更快速准确的了解大规模分布式发电的内部动态特性以及外部电网产生的影响，减弱由于解耦后的物理仿真系统和控制信息仿真系统进行通信时产生的时延造成的数值振荡，采用将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统，分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真，加快了仿真速度，保证仿真精度抑制数值振荡，为大规模有源配电网仿真提供技术支撑。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种面向大规模分布式发电的仿真方法，其改进之处在于，所述方法包括：将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。优选的，所述将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统，包括：利用分布参数模型对分布式发电仿真系统进行解耦，获取分布式发电系统中物理仿真系统和控制信息仿真系统。优选的，所述分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真，包括：a.设置计算仿真时间t＝0，步长序数n＝0，仿真步长Δt和仿真终了时刻；b.分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行一个仿真步长的仿真，判断仿真时间是否达到仿真终了时刻，若是，输出仿真结果，否则执行步骤c；c.t＝t+Δt，n＝n+1，判断n是否小于3，若是，则返回步骤b，否则执行步骤d；d.预测下一个仿真步长的物理仿真系统的输出值，并对其进行校正；e.将校正后的物理仿真系统的输出值作为控制信息仿真系统的输入值，返回步骤b。进一步的，按下式预测第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值：上式中，f(n+1)为预测的第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值，f(n)为的第n个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-1)为的第n-1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-2)为的第n-2个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-3)为的第n-3个步长的物理仿真系统的输出值。进一步的，按下式确定校正的第n+1个步长的物理仿真系统的输出值：上式中，fc(n+1)为校正后的第n+1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n)为的第n个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-1)为的第n-1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-2)为的第n-2个步长的物理仿真系统的输出值。一种面向大规模分布式发电的仿真装置，其改进之处在于，所述装置包括：解耦单元，用于将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；仿真单元，用于分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。优选的，所述解耦单元，用于：利用分布参数模型对分布式发电仿真系统进行解耦，获取分布式发电系统中物理仿真系统和控制信息仿真系统。优选的，所述仿真单元，包括：初始化模块，用于设置计算仿真时间t＝0，步长序数n＝0，仿真步长Δt和仿真终了时刻；仿真模块，用于分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行一个仿真步长的仿真，判断仿真时间是否达到仿真终了时刻，若是，输出仿真结果，否则执行判断模块；判断模块，用于t＝t+Δt，n＝n+1，判断n是否小于3，若是，则返回仿真模块，否则执行预测模块；预测模块，用于预测下一个仿真步长的物理仿真系统的输出值，并对其进行校正；确定模块，用于将校正后的物理仿真系统的输出值作为控制信息仿真系统的输入值，返回仿真模块。进一步的，按下式预测第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值：上式中，f(n+1)为预测的第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值，f(n)为的第n个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-1)为的第n-1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-2)为的第n-2个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-3)为的第n-3个步长的物理仿真系统的输出值。进一步的，按下式确定校正的第n+1个步长的物理仿真系统的输出值：上式中，fc(n+1)为校正后的第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值，f(n)为的第n个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-1)为的第n-1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-2)为的第n-2个步长的物理仿真系统的输出值。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的技术方案，通过将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统，分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真，不仅充分发挥并行计算的性能，加快了仿真速度，还充分利用多核心处理器计算机的计算资源，为大规模有源配电网仿真提供技术支撑，保证了仿真精度抑制数值振荡。附图说明图1是本专利技术一种面向大规模分布式发电的仿真方法的流程图；图2是本专利技术一种面向大规模分布式发电的仿真装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的一种面向大规模分布式发电的仿真方法，如图1所示，包括：101.将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；102.分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。其中，所述独立的CPU的数量为所述分布式发电仿真系统数量的2倍。进一步的，所述步骤101，包括：利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向大规模分布式发电的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。

【技术特征摘要】
1.一种面向大规模分布式发电的仿真方法，其特征在于，所述方法包括：将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统；分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将分布式发电仿真系统解耦为物理仿真系统和控制信息仿真系统，包括：利用分布参数模型对分布式发电仿真系统进行解耦，获取分布式发电系统中物理仿真系统和控制信息仿真系统。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行仿真，包括：a.设置计算仿真时间t＝0，步长序数n＝0，仿真步长Δt和仿真终了时刻；b.分别利用独立的CPU对物理仿真系统和控制信息仿真系统进行一个仿真步长的仿真，判断仿真时间是否达到仿真终了时刻，若是，输出仿真结果，否则执行步骤c；c.t＝t+Δt，n＝n+1，判断n是否小于3，若是，则返回步骤b，否则执行步骤d；d.预测下一个仿真步长的物理仿真系统的输出值，并对其进行校正；e.将校正后的物理仿真系统的输出值作为控制信息仿真系统的输入值，返回步骤b。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式预测第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值：上式中，f(n+1)为预测的第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值，f(n)为的第n个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-1)为的第n-1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-2)为的第n-2个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-3)为的第n-3个步长的物理仿真系统的输出值。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按下式确定校正的第n+1个步长的物理仿真系统的输出值：上式中，fc(n+1)为校正后的第n+1个仿真步长的物理仿真系统的输出值，f(n)为的第n个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-1)为的第n-1个步长的物理仿真系统的输出值，f(n-2)为的第n-2个步长的物理仿真系统的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科研，盛万兴，杜松怀，董伟杰，胡丽娟，何开元，贾东梨，叶学顺，刁赢龙，吕琛，叶华，苏娟，陈定宇，邓潘，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11