一种电力系统全过程动态仿真方法及系统与流程

技术特征：
1.一种电力系统全过程动态仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：利用电力系统的元件参数及网络拓扑结构构建电力仿真混合系统，获得所述电力系统的初始运行状态参数；其中，所述电力仿真混合系统包括电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型，所述机电暂态仿真模型由电磁仿真子模型和多个机电仿真子模型组成，所述初始运行状态参数包括所述电力系统各个节点的初始电压和初始注入功率；根据所述初始运行状态参数，利用所述电磁暂态仿真模型和所述机电暂态仿真模型同步进行电力系统全过程的混合仿真，并输出所述电磁暂态仿真模型的电磁暂态仿真结果、所述机电暂态仿真模型的机电暂态仿真结果；在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，控制所述电磁暂态仿真模型退出仿真，所述机电暂态仿真模型继续进行电力系统全过程的仿真，所述电磁仿真子模型输出电磁暂态仿真子结果，所述机电仿真子模型输出机电暂态仿真子结果；在所述电力仿真混合系统进入中期动态过程后，对状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分所述机电仿真子模型进行断开操作，对状态变量不满足预设的机电稳态条件的另一部分所述机电仿真子模型进行向前仿真直至仿真结束，并输出所述电力仿真混合系统的仿真结果；其中，所述仿真结果包括所述电力仿真混合系统各个节点的电压、功率、发电机功角曲线和发电机相对摇摆角曲线。2.如权利要求1所述的电力系统全过程动态仿真方法，其特征在于，在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，所述电磁暂态仿真模型向所述机电暂态仿真模型发送稳态进入信号；所述机电暂态仿真模型响应于所述稳态进入信号，向所述电磁暂态仿真模型反馈退出信号，以使所述电磁暂态仿真模型退出仿真。3.如权利要求1或2任一项所述的电力系统全过程动态仿真方法，其特征在于，所述预设的电磁稳态进入条件如公式(1)所示：|i
s,n 1
‑
i
s,n
|<ε1,n＝i,i 1,...,i m1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，i
s,n 1
、i
s,n
分别为第n 1步和第n步的所述电磁暂态仿真模型注入到所述机电暂态仿真模型的注入电流，ε1为第一预设偏差判定阈值，m1为满足所述预设的电磁稳态进入条件的连续步数的个数，需要连续m1个步长注入电流值均满足所述公式(1)，电磁暂态计算达到稳态。4.如权利要求1所述的电力系统全过程动态仿真方法，其特征在于，所述状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分所述机电仿真子模型包括励磁机模型；对应所述励磁机模型的预设的机电暂态稳态条件如公式(2)所示：|e
fd,n 1
‑
e
fd,n
|<ε2,n＝i,i 1,...,i m2ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，e
fd,n 1
、e
fd,n
分别为第n 1步和第n步的励磁电压，ε2为第二预设偏差判定阈值，m2为满足所述预设的机电稳态条件的连续步数的个数，需要连续m2个步长励磁电压值均满足所述公式(2)，励磁电压暂态计算达到稳态。5.如权利要求1所述的电力系统全过程动态仿真方法，其特征在于，所述机电暂态仿真结果和所述电磁暂态仿真结果通过数据交互接口进行等值数据交互通信。6.一种电力系统全过程动态仿真系统，其特征在于，包括：构建单元，用于利用电力系统的元件参数及网络拓扑结构构建电力仿真混合系统，获
得所述电力系统的初始运行状态参数；其中，所述电力仿真混合系统包括电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型，所述机电暂态仿真模型由电磁仿真子模型和多个机电仿真子模型组成，所述初始运行状态参数包括所述电力系统各个节点的初始电压和初始注入功率；混合仿真单元，用于根据所述初始运行状态参数，利用所述电磁暂态仿真模型和所述机电暂态仿真模型同步进行电力系统全过程的混合仿真，并输出所述电磁暂态仿真模型的电磁暂态仿真结果、所述机电暂态仿真模型的机电暂态仿真结果；第一机电单元，用于在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，控制所述电磁暂态仿真模型退出仿真，所述机电暂态仿真模型继续进行电力系统全过程的仿真，所述电磁仿真子模型输出电磁暂态仿真子结果，所述机电仿真子模型输出机电暂态仿真子结果；第二机电单元，用于在所述电力仿真混合系统进入中期动态过程后，对状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分所述机电仿真子模型进行断开操作，对状态变量不满足预设的机电稳态条件的另一部分所述机电仿真子模型进行向前仿真直至仿真结束，并输出所述电力仿真混合系统的仿真结果；其中，所述仿真结果包括所述电力仿真混合系统各个节点的电压、功率、发电机功角曲线和发电机相对摇摆角曲线。7.如权利要求6所述的电力系统全过程动态仿真系统，其特征在于，在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，所述电磁暂态仿真模型向所述机电暂态仿真模型发送稳态进入信号；用于所述机电暂态仿真模型响应于所述稳态进入信号，向所述电磁暂态仿真模型反馈退出信号，以使所述电磁暂态仿真模型退出仿真。8.如权利要求6或7任一项所述的电力系统全过程动态仿真系统，其特征在于，所述预设的电磁稳态进入条件如公式(1)所示：|i
s,n 1
‑
i
s,n
|<ε1,n＝i,i 1,...,i m1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中，i
s,n 1
、i
s,n
分别为第n 1步和第n步的所述电磁暂态仿真模型注入到所述机电暂态仿真模型的注入电流，ε1为第一预设偏差判定阈值，m1为满足所述预设的电磁稳态进入条件的连续步数的个数，需要连续m1个步长注入电流值均满足所述公式(1)，电磁暂态计算达到稳态。9.如权利要求6所述的电力系统全过程动态仿真系统，其特征在于，所述状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分所述机电仿真子模型包括励磁机模型；对应所述励磁机模型的预设的机电暂态稳态条件如公式(2)所示：|e
fd,n 1
‑
e
fd,n
|<ε2,n＝i,i 1,...,i m2ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中，e
fd,n 1
、e
fd,n
分别为第n 1步和第n步的励磁电压，ε2为第二预设偏差判定阈值，m2为满足所述预设的机电稳态条件的连续步数的个数，需要连续m2个步长励磁电压值均满足所述公式(2)，励磁电压暂态计算达到稳态。10.如权利要求6所述的电力系统全过程动态仿真系统，其特征在于，所述机电暂态仿真结果和所述电磁暂态仿真结果通过数据交互接口进行等值数据交互通信。

技术总结
本发明公开了一种电力系统全过程动态仿真方法及系统，所述方法包括：利用电力系统的元件参数及网络拓扑结构构建电力仿真混合系统，利用电磁暂态仿真模型和机电暂态仿真模型同步进行电力系统全过程的混合仿真，在所述电磁暂态仿真模型满足预设的电磁稳态进入条件之时，控制所述电磁暂态仿真模型退出仿真，所述机电暂态仿真模型继续进行电力系统全过程的仿真，在所述电力仿真混合系统进入中期动态过程后，对状态变量满足预设的机电稳态条件的一部分机电仿真子模型进行断开操作，对状态变量不满足预设的机电稳态条件的另一部分所述机电仿真子模型进行向前仿真。本发明能够通用于电力系统不同暂态过程的仿真分析，实现仿真效率、规模和速度的统一。规模和速度的统一。规模和速度的统一。


技术研发人员：赵利刚 洪潮 周挺辉 甄鸿越 王长香 吴小珊 黄冠标 翟鹤峰 徐原
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司
技术研发日：2021.04.21
技术公布日：2021/10/19