【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网仿真，尤其涉及一种传输线解耦仿真加速方法及系统。
技术介绍
1、内燃机和储能联合系统有助于提高能源利用效率并增强系统的灵活性。然而，内燃机与储能系统组合运行时，由于其复杂的电气和热力特性，通常会带来复杂的仿真问题。目前对于内燃机和储能联合系统的电磁暂态仿真一般采用全系统耦合的建模，这就使得系统中每个元件和线路都必须在同一仿真步长下进行计算，这种全耦合仿真方法在大规模系统仿真时，由于节点数很高，导致系统计算复杂度呈指数级增长，使得仿真时间很长、效率很低。对于大型内燃机和储能联合系统的电磁暂态仿真，如果能利用传输线自然解耦特性，将大系统等值为若干小系统，则可以降低系统矩阵运算的计算量，将对提升系统整体仿真效率具有重要的作用，但由于传输线自然解耦存在仿真步长和传输线距离之间的限制，且解耦系统间存在一个仿真步长上的信息交互差，会导致仿真精度有所降低，需要构建准确描述传输线特性的数学方程并构建其离散化解耦电路模型。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术提供了一种传输线解耦仿真加速方法及系统解决现有内燃机和储能联合系统电磁暂态仿真速度慢的问题。
4、为解
5、第一方面，本专利技术提供了一种传输线解耦仿真加速方法，包括：
6、利用传输线自然解耦特性，将内燃机和内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行解耦，得到传输线解耦特性方程；
7、通过传输线解耦特性方程，构建传输线解耦电路模型；
8、基于传输线解耦电路模型，通过电压电流信息交互，进行独立仿真求解。
9、作为本专利技术所述的传输线解耦仿真加速方法的一种优选方案，其中：
10、所述将内燃机和内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行解耦，包括以下步骤：
11、考虑传输线分布参数特性，采用数学方程对不同内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行描述；
12、采用数值积分离散化将数学方程离散化，得到离散化电路方程；
13、考虑传输线分布参数特性，得到传输线解耦特性方程。
14、作为本专利技术所述的传输线解耦仿真加速方法的一种优选方案，其中：
15、所述采用数学方程对不同内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行描述，包括通过建立电报方程来描述传输线上的电压和电流随时间和空间的变化以及定义传输线的特征阻抗和电磁波传播速度。
16、作为本专利技术所述的传输线解耦仿真加速方法的一种优选方案，其中：
17、所述通过建立电报方程来描述传输线上的电压和电流随时间和空间的变化表示为：
18、
19、所述定义传输线的特征阻抗和电磁波传播速度表示为：
20、
21、其中，v(x,t)表示沿传输线位置x在时刻t的电压，i(x,t)表示沿传输线位置x在时刻t的电流，l′表示传输线每单位长度的电感量，c′表示传输线每单位长度的电容量，表示沿着传输线方向的变化率，表示随着时间的变化率，zc表示传输线的特征阻抗，表示电磁波在传输线中的传播速度。
22、作为本专利技术所述的传输线解耦仿真加速方法的一种优选方案，其中：
23、所述采用数值积分离散化将数学方程离散化，得到离散化电路方程，包括通过梯形积分离散化将数学方程离散化，得到离散化电路方程，所述离散化电路方程表示为：
24、
25、其中，y(t)表示在时间t时系统的输出，y(t-δt)表示在时间t-δt时系统的输出，δt表示离散化的时间间隔，a表示系统矩阵，x(t)表示在时间t时系统的输入，x(t-δt)表示在时间t-δt时系统的输入。
26、作为本专利技术所述的传输线解耦仿真加速方法的一种优选方案，其中：
27、所述考虑传输线分布参数特性，得到传输线解耦特性方程，包括通过引入时间延迟τ，将离散化的方程解耦，所述传输线解耦特性方程表示为：
28、vk(t-τ)+zc·ikm(t-τ)＝vm(t)+zc·(-imk(t))
29、
30、其中，vk(t-τ)表示节点k在时间t-τ时的电压，ikm(t-τ)表示节点k流向节点m的电流，νm(t)表示节点m在时间t时的电压，imk(t)表示从节点m流向节点k的电流，在时间t时的值，ik(t-τ)表示节点k在时间t-τ时的总电流，vm(t-τ)表示节点m在时间t-τ时的电压，imk(t-τ)表示从节点m流向节点k的电流，在时间t-τ时的值。
31、第二方面，本专利技术提供了一种传输线解耦仿真加速系统，包括：
32、解耦模块，用于利用传输线自然解耦特性，将内燃机和内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行解耦，得到传输线解耦特性方程；
33、构建模块，用于通过传输线解耦特性方程，构建传输线解耦电路模型；
34、求解模块，用于基于传输线解耦电路模型，通过电压电流信息交互，进行独立仿真求解。
35、作为本专利技术所述的传输线解耦仿真加速系统的一种优选方案，其中：
36、所述传输线解耦电路模型，包括：
37、分解模块，用于将传输线解耦电路模型分解成第一子系统和第二子系统，第一子系统和第二子系统之间相互独立，每个子系统包含一个或多个内燃机及其相关的储能装置；
38、交互模块，用于第一子系统为受控电压源，第二子系统为受控电流源，受控电压源的电压值为受控电流源的端电压，受控电流源的电流值为受控电压源流过的电流值。
39、第三方面，本专利技术提供了一种计算设备，包括：
40、存储器，用于存储程序；
41、处理器，用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述传输线解耦仿真加速方法的步骤。
42、第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，包括：所述程序被处理器执行时，实现所述的传输线解耦仿真加速方法的步骤。
43、本专利技术的有益效果：本专利技术利用传输线自然解耦特性，将内燃机和内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行解耦，使得大系统等价为若干小系统，避免了高阶矩阵的重构和求逆计算的计算复杂度，大大降低了系统解算时的计算量，提高了电磁暂态仿真速度。另外，由于各子系统之间不存在电路联系，仅通过信息交互，因此具有一定并行化处理能力，可进一步提高仿真效率。
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1.一种传输线解耦仿真加速方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述将内燃机和内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行解耦，包括以下步骤：
3.如权利要求1或2所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述采用数学方程对不同内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行描述，包括通过建立电报方程来描述传输线上的电压和电流随时间和空间的变化以及定义传输线的特征阻抗和电磁波传播速度。
4.如权利要求3所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述通过建立电报方程来描述传输线上的电压和电流随时间和空间的变化表示为：
5.如权利要求4所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述采用数值积分离散化将数学方程离散化，得到离散化电路方程，包括通过梯形积分离散化将数学方程离散化，得到离散化电路方程，所述离散化电路方程表示为：
6.如权利要求5所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述考虑传输线分布参数特性，得到传输线解耦特性方程，包括通过引入时间延迟τ，将离散化的方程解耦，所述传输线解耦
7.一种基于权利要求1所述的传输线解耦仿真加速方法的系统，其特征在于：
8.如权利要求7所述的传输线解耦仿真加速系统，其特征在于：所述传输线解耦电路模型，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的传输线解耦仿真加速方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种传输线解耦仿真加速方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述将内燃机和内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行解耦，包括以下步骤：
3.如权利要求1或2所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述采用数学方程对不同内燃机之间以及内燃机和储能之间的传输线进行描述，包括通过建立电报方程来描述传输线上的电压和电流随时间和空间的变化以及定义传输线的特征阻抗和电磁波传播速度。
4.如权利要求3所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述通过建立电报方程来描述传输线上的电压和电流随时间和空间的变化表示为：
5.如权利要求4所述的传输线解耦仿真加速方法，其特征在于：所述采用数值积分离散化将数学方程离散...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志勇，陈钢，王成，陆利烨，张淼，
申请(专利权)人：华能太仓发电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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