一种配电网暂态与稳态混成仿真方法及系统技术方案

一种配电网暂态与稳态混成仿真方法及系统，包括：基于配电网系统的状态空间矩阵求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区；对所述稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期进行交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束；拼接稳态仿真计算区和暂态仿真计算区的仿真结果，输出完整配电网信息物理系统的仿真结果。实现配电网信息物理系统暂态仿真和稳态仿真中不同时间尺度仿真的协同统一，能够解决大规模网络下的仿真计算难题。能够解决大规模网络下的仿真计算难题。能够解决大规模网络下的仿真计算难题。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网暂态与稳态混成仿真方法及系统


[0001]本专利技术涉及配电网实时仿真
，具体涉及一种配电网暂态与稳态混成仿真方法及系统。

技术介绍

[0002]信息物理系统(CPS)是物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的复杂系统。随着信息技术的深度应用，电力流、信息流和业务流深度融合，配电网信息系统与物理系统之间紧密关联和影响，配电网已经成为典型的信息物理系统。传统配电网仿真中，信息系统与物理系统基本是割裂的，因此，配电网信息物理系统仿真需要实现信息
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物理深度融合过程，从而实现配电网物理仿真与信息通信仿真的有效融合。
[0003]配电网信息物理系统仿真中通信系统固有延时一般在100ms以上，而配电网物理系统的暂态过程有快速动态的分布式电源接口，时间尺度在微秒级，也有慢速过程，如线路、变压器等环节。如果配电网物理过程全部用暂态仿真，则面临仿真速度慢、规模受限的问题，特别是采用暂态实时仿真时问题更加严重。如何协调配电网物理过程与信息通信仿真的时间尺度，实现在仿真精度满足要求的前提下，尽可能提升仿真的速度与规模是配电网信息物理系统仿真亟需解决的关键问题之一。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供一种配电网暂态与稳态混成仿真方法，包括：
[0005]基于配电网系统的状态空间矩阵求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区；
[0006]对所述稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期进行交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束；
[0007]拼接稳态仿真计算区和暂态仿真计算区的仿真结果，输出完整配电网信息物理系统的仿真结果。
[0008]优选的，所述对稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束包括：
[0009]计算稳态仿真计算区的接口潮流值传递给暂态仿真计算区作为暂态仿真计算区的接口初始值计算配电网暂态过程；
[0010]每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口潮流有效值传递给稳态仿真计算区匹配判断是否需要重新计算稳态仿真计算区的接口潮流有效值；
[0011]基于判断结果确定是否更新暂态仿真计算区接口潮流值；
[0012]其中，所述潮流值包括：接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值。
[0013]优选的，所述每隔设定基准周期将配电网暂态计算区接口潮流有效值传递给稳态仿真计算匹配判断是否需要重新计算稳态仿真计算区的潮流有效值包括：
[0014]每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值发送至数据缓存区；
[0015]基于稳态仿真计算区从数据缓存区中读取的所述接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值分别与一个基准周期之前的有效值做差；
[0016]若差值小于设定阈值无需更新暂态仿真计算区的接口有效值；
[0017]反之触发稳态仿真计算区重新计算接口潮流值。
[0018]优选的，所述基于判断结果确定是否更新暂态仿真计算区接口潮流值包括，
[0019]若需要重新计算稳态仿真计算区的潮流有效值，将重新计算的稳态仿真计算区接口潮流值传递给暂态计算区作为接口初始值；
[0020]反之不更改暂态仿真计算区接口潮流值。
[0021]优选的，所述基于所述状态方程求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区包括：
[0022]基于状态方程对空间状态矩阵对应的特征值进行求解得到特征值；
[0023]基于所述特征值计算特征频率；
[0024]基于所述特征频率的大小划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区。
[0025]优选的，所述根据特征频率的大小划分为暂态仿真计算区和稳态仿真计算区包括：
[0026]当特征频率为毫秒级以上的划分为稳态仿真计算区，当特征频率为毫秒级以下的划分为暂态仿真计算区。
[0027]基于同一种专利技术思想本专利技术提供了一种配电网暂态与稳态混成仿真系统，包括：
[0028]分区模块、匹配模块和拼接模块。
[0029]所述分区模块，基于配电网系统的状态空间矩阵求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区；
[0030]所述匹配模块，对所述稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期进行交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束；
[0031]所述拼接模块，拼接稳态仿真计算区和暂态仿真计算区的仿真结果，输出完整配电网信息物理系统的仿真结果。
[0032]优选的，所述匹配模块包括：计算子模块、传递子模块和判断子模块；
[0033]所述计算子模块，计算稳态仿真计算区的接口潮流值传递给暂态仿真计算区作为暂态仿真计算区的接口初始值计算配电网暂态过程；
[0034]所述传递子模块，每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口潮流有效值传递给稳态仿真计算区匹配判断是否需要重新计算稳态仿真计算区的接口潮流有效值；
[0035]所述判断子模块，基于判断结果确定是否更新暂态仿真计算区接口潮流值；
[0036]其中，所述潮流值包括：接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值。
[0037]优选的，所述分区模块包括：特征值求解子模块、特征频率计算子模块和划分子模块；
[0038]所述特征值求解子模块，基于状态方程对空间状态矩阵对应的特征值进行求解得到特征值；
[0039]所述特征频率计算子模块，基于所述特征值计算特征频率；
[0040]所述划分子模块，基于所述特征频率的大小划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区。
[0041]优选的，所述传递子模块包括：
[0042]发送单元、接收单元和判断单元；
[0043]所述发送单元，每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值发送至数据缓存区；
[0044]所述接收单元，基于稳态仿真计算区从数据缓存区中读取的所述接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值分别与一个基准周期之前的有效值做差；
[0045]所述判断单元，若差值小于设定阈值无需更新暂态仿真计算区的接口有效值；
[0046]反之触发稳态仿真计算区重新计算接口潮流值。
[0047]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0048]一种配电网暂态与稳态混成仿真方法及系统，包括：基于配电网系统的状态空间矩阵求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区；对所述稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期进行交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束；拼接稳态仿真计算区和暂态仿真计算区的仿真结果，输出完整配电网信息物理系统的仿真结果。实现配电网信息物理系统暂态仿真和稳态仿真中不同时间尺度仿真的协同统一，能够解决大规模网络下的仿真计算难题。
附图说明
[0049]图1为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网暂态与稳态混成仿真方法，其特征在于，包括：基于配电网系统的状态空间矩阵求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区；对所述稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期进行交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束；拼接稳态仿真计算区和暂态仿真计算区的仿真结果，输出完整配电网信息物理系统的仿真结果。2.如权利要求1所述的混成仿真方法，其特征在于，所述对稳态仿真计算区和暂态仿真计算区间隔每个基准周期进行交互并匹配接口的潮流值直至仿真结束包括：计算稳态仿真计算区的接口潮流值传递给暂态仿真计算区作为暂态仿真计算区的接口初始值计算配电网暂态过程；每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口潮流有效值传递给稳态仿真计算区匹配判断是否需要重新计算稳态仿真计算区的接口潮流有效值；基于判断结果确定是否更新暂态仿真计算区接口潮流值；其中，所述潮流值包括：接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值。3.如权利要求2所述的混成仿真方法，其特征在于，所述每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口潮流有效值传递给稳态仿真计算区匹配判断是否需要重新计算稳态仿真计算区的接口潮流有效值包括：每隔设定基准周期将配电网暂态仿真计算区接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值发送至数据缓存区；基于稳态仿真计算区从数据缓存区中读取的所述接口电压有效值、接口有功功率有效值和无功功率有效值分别与一个基准周期之前的有效值做差；若差值小于设定阈值无需更新暂态仿真计算区的接口有效值；反之触发稳态仿真计算区重新计算接口潮流值。4.如权利要求2所述的混成仿真系统，其特征在于，所述基于判断结果确定是否更新暂态仿真计算区接口潮流值包括：若需要重新计算稳态仿真计算区的潮流有效值，将重新计算的稳态仿真计算区接口潮流值传递给暂态计算区作为接口初始值；反之不更改暂态仿真计算区接口潮流值。5.如权利要求1所述的混成仿真方法，其特征在于，所述基于配电网系统的状态空间矩阵求解特征频率划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区包括：基于状态方程对空间状态矩阵对应的特征值进行求解得到特征值；基于所述特征值计算特征频率；基于所述特征频率的大小划分暂态仿真计算区和稳态仿真计算区。6.如权利要求5所述的混合仿真计算方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶学顺，白牧可，刘科研，盛万兴，康田园，张怀天，朱鹮，李佩佩，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：