一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统及方法与流程

1.本发明涉及配电网仿真领域，具体涉及一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统及方法。


背景技术：

2.复杂有源配电网节点规模大、设备种类多、暂态过程复杂，在进行故障、供电恢复、电能质量、分布式电源并离网等典型暂态过程仿真时计算量大、复杂度高，对仿真中的求解计算资源需求量巨大。
3.目前，针对大规模复杂有源配电网的小步长实时仿真的解决方案主要有2种：第一种方案是考虑仿真的规模受到仿真步长、计算资源的影响，通过对复杂配电网详细模型的平均化等效或者等值，忽略模型中的高频部分内容，实现模型的简化、降维降阶，并采用增大步长的方法进行仿真，这样能够实现一定计算资源下，增大实时仿真的规模；第二种方案是复杂配电网进行分区解耦，通过将不同分区的配电网放在同一个仿真机板卡的不同cpu或者fpga核中进行计算，从而通过并行计算，扩展复杂有源配电网小步长实时仿真的规模。可以看出，第一种方案本质是通过降低计算量以及计算复杂度，从而实现复杂有源配电网实时仿真规模的提升，其缺点是仿真精度会相应的降低；第二种方案是通过增加仿真计算资源以及并行计算，实现仿真规模的提升，其优点是仿真精度不降低。因此，为保证仿真的精度，对于复杂有源配电网小步长仿真第二种方案是目前的研究热点。
4.但是一台复杂有源配电网小步长实时仿真机上的cpu或者fpga核心数量有上限，当复杂有源配电网规模进一步扩大时，一台独立仿真机通过分核并行计算存在瓶颈，并不能满足实时仿真要求。为了满足大规模实时仿真的需要，采用多机并行同步计算的解决方案是实现大规模复杂有源配电网小步长实时仿真重要途径，目前该方案在大规模复杂有源配电网小步长实时仿真中的尚属于空白。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中如何提高仿真规模和仿真精度的问题，本发明提出了一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统，包括：仿真管理工作站和有源配电网中的若干实时仿真机；所有实时仿真机通过光纤网卡互联构成实时仿真机阵列；
6.仿真管理工作站，用于根据有源配电网拓扑结构利用节点分裂法将所有实时仿真机划分到主机侧子网或从机侧子网中；还用于在时标一致的情况下将从主机侧子网获取的网络电压和从机侧子网获取的网络电压相加得到有源配电网的网络电压；
7.所述主机侧子网中的实时仿真机，用于基于主机侧子网的仿真任务进行慢速网络的仿真，输出主机侧子网的网络电压；还用于在仿真过程中作为主控机与从机侧子网中的各实时仿真机进行对时和数据交互；
8.所述从机侧子网中的各实时仿真机，用于基于从机侧子网的仿真任务进行快速网络的仿真和预测插值，输出从机侧子网的网络电压；还用于在仿真过程中作为各节点机与
所述主机侧子网中的实时仿真机进行对时和数据交互。
9.优选的，所述主机侧子网中的实时仿真机，包括：
10.主同步仿真模块，用于设置仿真步长进行慢速网络的仿真，并与从机侧子网中的各实时仿真机进行同步仿真，输出主机侧子网的网络电压；
11.主对时模块，用于利用北斗授时定期对主控机进行校准，校准后的主控机向各节点机发送数据和控制所述各节点机校准时钟并接收所述各节点机发送的数据。
12.优选的，所述主同步仿真模块，具体用于：
13.步长设置子模块，用于设置主机侧子网的仿真步长为δt；
14.雅可比矩阵计算子模块，用于在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长结合雅可比矩阵计算得到主机侧子网的修正量；
15.网络电压计算子模块，用于对主机侧子网的修正量进行迭代求解，得到主机侧子网的修正状态量和主机侧子网的网络电压；
16.收敛判断子模块，用于判断所述网络电压是否收敛，当所述网络电压收敛时以所述网络电压作为主机侧仿真结果输出，否则减小仿真步长δt后继续计算直到网络电压收敛。
17.优选的，所述雅可比矩阵计算子模块，具体用于：
18.初始化主机侧子网t时刻的仿真参数；
19.基于获取的配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长计算得到雅可比矩阵，并获取主机侧子网的状态变量残差；
20.基于所述主机侧子网的状态变量残差和所述雅克比矩阵计算得到主机侧子网的修正量。
21.优选的，所述从机侧子网中的各实时仿真机，包括：
22.从同步仿真模块，用于设置仿真步长进行快速网络的仿真，并与主机侧子网中实时仿真机进行同步仿真，输出从机侧子网的网络电压；
23.从对时模块，用于接收所述主控机发送的数据以及进行时钟校准，并向所述主控机发送数据。
24.优选的，所述从同步仿真模块，包括：
25.步长设置子模块，用于设置从机侧子网的仿真步长为δt；
26.预测插值子模块，用于基于接收到的仿真数据采用迭代插值法和拉格朗日插值法，计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值；
27.雅克比矩阵计算子模块，用于在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值结合雅可比矩阵计算得到从机侧子网的修正量；
28.网络电压计算子模块，用于对从机侧子网的修正量进行迭代求解，得到从机侧子网的修正状态量和从机侧子网的网络电压；
29.收敛判断子模块，用于判断所述网络电压是否收敛，当所述网络电压收敛时以所述网络电压作为从机侧仿真结果输出，否则减小仿真步长δt后继续计算直到网络电压收敛；
30.步长判断子模块，用于判断主机侧子网的仿真步长δt是否等于从机侧子网的仿
真步长δt的k倍，若δt＝kδt则生成从机侧仿真结果，否则k＝k 1后返回预测插值子模块。
31.优选的，所述预测插值子模块，具体用于：
32.基于接收到的主机侧子网t-δt时刻和t时刻的仿真数据，采用迭代插值法计算得到t δt时刻主机侧子网的输出量预测值；
33.基于所述t δt时刻主机侧子网的输出量预测值，采用拉格朗日插值法计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值。
34.优选的，所述雅可比矩阵计算子模块，具体用于：
35.初始化从机侧子网t时刻的仿真参数；
36.基于获取的配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值计算得到雅可比矩阵，并获取从机侧子网的状态变量残差；
37.基于所述从机侧子网的状态变量残差和所述雅克比矩阵计算得到从机侧子网的修正量。
38.基于同一发明构思，本发明还提出了一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法，包括：
39.基于主机侧子网的仿真任务进行慢速网络的仿真，输出主机侧子网的网络电压；
40.在仿真过程中作为主控机与从机侧子网中的各实时仿真机进行对时和数据交互。
41.优选的，所述基于主机侧子网的仿真任务进行慢速网络的仿真，输出主机侧子网的网络电压，包括：
42.设置主机侧子网的仿真步长为δt；
43.在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长结合雅可比矩阵计算得到主机侧子网的修正量；
44.对主机侧子网的修正量进行迭代求解，得到主机侧子网的修正状态量和主机侧子网的网络电压；
45.判断所述网络电压是否收敛，当所述网络电压收敛时以所述网络电压作为主机侧仿真结果输出，否则减小仿真步长δt后继续计算直到网络电压收敛。
46.优选的，所述在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长结合雅可比矩阵计算得到主机侧子网的修正量，包括：
47.初始化主机侧子网t时刻的仿真参数；
48.基于获取的配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长计算得到雅可比矩阵，并获取主机侧子网的状态变量残差；
49.基于所述主机侧子网的状态变量残差和所述雅克比矩阵计算得到主机侧子网的修正量。
50.优选的，所述在仿真过程中作为主控机与从机侧子网中的各实时仿真机进行对时和数据交互，包括：
51.利用北斗授时定期对所述主控机进行校准，校准后的主控机向各节点机发送数据和控制所述各节点机校准时钟并接收所述各节点机发送的数据。
52.再一方面，本发明还提出了一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法，包括：
53.基于从机侧子网的仿真任务进行快速网络的仿真和预测插值，输出从机侧子网的网络电压；
54.在仿真过程中作为各节点机与所述主机侧子网中的实时仿真机进行对时和数据交互。
55.优选的，所述基于从机侧子网的仿真任务进行快速网络的仿真，输出从机侧子网的网络电压，包括：
56.设置从机侧子网的仿真步长为δt；
57.基于接收到的仿真数据采用迭代插值法和拉格朗日插值法，计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值；
58.在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值结合雅可比矩阵计算得到从机侧子网的修正量；
59.对从机侧子网的修正量进行迭代求解，得到从机侧子网的修正状态量和从机侧子网的网络电压；
60.判断所述网络电压是否收敛，当所述网络电压收敛时以所述网络电压作为从机侧仿真结果输出，否则减小仿真步长δt后继续计算直到网络电压收敛；
61.判断主机侧子网的仿真步长δt是否等于从机侧子网的仿真步长δt的k倍，若δt＝kδt则生成从机侧仿真结果，否则k＝k 1后返回预测插值子模块。
62.优选的，所述基于接收到的仿真数据采用迭代插值法和拉格朗日插值法，计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值，包括：
63.基于接收到的主机侧子网t-δt时刻和t时刻的仿真数据，采用迭代插值法计算得到t δt时刻主机侧子网的输出量预测值；
64.基于所述t δt时刻主机侧子网的输出量预测值，采用拉格朗日插值法计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值。
65.优选的，所述在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值结合雅可比矩阵计算得到从机侧子网的修正量，包括；
66.初始化从机侧子网t时刻的仿真参数；
67.基于获取的配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值计算得到雅可比矩阵，并获取从机侧子网的状态变量残差；
68.基于所述从机侧子网的状态变量残差和所述雅克比矩阵计算得到从机侧子网的修正量。
69.优选的，所述在仿真过程中作为各节点机与所述主机侧子网中的实时仿真机进行对时和数据交互，包括：
70.接收所述主控机发送的数据以及进行时钟校准，并向所述主控机发送数据。
71.再一方面，本发明还提出了一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法，包括：
72.仿真管理工作站根据有源配电网拓扑结构利用节点分裂法将所有实时仿真机划分到主机侧子网或从机侧子网中；
73.在时标一致的情况下将从主机侧子网获取的网络电压和从机侧子网获取的网络电压相加得到有源配电网的网络电压。
74.再一方面，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现上述的一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统或一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法。
75.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
76.一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统，包括：仿真管理工作站和有源配电网中的若干实时仿真机；所有实时仿真机通过光纤网卡互联构成实时仿真机阵列；本发明通过光纤网卡实现了多台实时仿真机之前的互联，构建了复杂有源配电网多实时仿真机阵列系统；本发明的仿真管理工作站，根据有源配电网拓扑结构利用节点分裂法将所有实时仿真机划分到主机侧子网或从机侧子网中；通过本发明的主机侧子网中的实时仿真机和从机侧子网中的各实时仿真机，在时标一致的情况下进行慢速网络的仿真和快速网络的仿真相结合，实现了大规模复杂有源配电网的多速率并行计算，大幅提高了复杂有源配电网的仿真规模与仿真速度；
77.本发明还通过节点分裂法与预测插值方法，实现了复杂有源配电网的分区解耦。
附图说明
78.图1为本发明的一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统整体结构示意图；
79.图2为本发明的有源配电网仿真机阵列构建图；
80.图3为本发明的有源配电网仿真机阵列步长同步仿真流程图；
81.图4为本发明的有源配电网仿真机阵列对时方法示意图；
82.图5为本发明的有源配电网仿真机阵列多机步长同步方法示意图；
83.图6(a)为本发明的主机侧等效模型电路图；
84.图6(b)为本发明的从机侧等效模型电路图。
具体实施方式
85.本发明提供了一种复杂有源配电网多实时仿真机互联与同步方法及系统，首先，构建了基于光纤网卡的有源配电网实时仿真机阵列；其次，提出了仿真阵列中多实时仿真之间的对时同步方法；最后，提出了基于实时仿真机阵列的复杂有源配电网步长同步并行仿真方法，从而实现了大规模复杂有源配电网快速仿真。
86.本发明的主要目的是实现大规模复杂配电网小步长实时仿真，实现高比例分布式电源、高度电力电子化的复杂有源配电网典型暂态过程的高精度仿真，如单相接地故障、短路、电压暂降、分布式电源并离网、电压波动、解合环等典型场景。通过多台仿真机构成仿真阵列，保证在仿真精度不降低的前提下，实现快速仿真。从而为复杂有源配电网仿真计算提供支撑。为了更好的理解本发明，下面结合说明书附图和实施例对本发明的内容进行详细介绍。
87.实施例1：
88.一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统，如图1所示，包括：仿真管理工作站和有源配电网中的若干实时仿真机；所有实时仿真机通过光纤网卡互联构成实时仿真机阵
列；
89.仿真管理工作站，用于根据有源配电网拓扑结构利用节点分裂法将所有实时仿真机划分到主机侧子网或从机侧子网中；还用于在时标一致的情况下将从主机侧子网获取的网络电压和从机侧子网获取的网络电压相加得到有源配电网的网络电压；
90.所述主机侧子网中的实时仿真机，用于基于主机侧子网的仿真任务进行慢速网络的仿真，输出主机侧子网的网络电压；还用于在仿真过程中作为主控机与从机侧子网中的各实时仿真机进行对时和数据交互；
91.所述从机侧子网中的各实时仿真机，用于基于从机侧子网的仿真任务进行快速网络的仿真和预测插值，输出从机侧子网的网络电压；还用于在仿真过程中作为各节点机与所述主机侧子网中的实时仿真机进行对时和数据交互。
92.复杂有源配电网实时仿真机阵列的构建：
93.如图2所示，复杂有源配电网实时仿真机阵列采用专用光纤通信数据卡，多机互联实时通信及数据处理模块，实现运行不同节点计算机的模型能够同步仿真，统一管理，统一调试，统一监控。复杂有源配电网实时仿真机阵列多机并行的模块由以下四部分组成：专用光纤数据卡、模型计算同步模块、节点间的数据交换模块、统一管理监控模块。多机互联采用环形连接的通信方式。
94.虚线网络为以太网组成的调度网络，用于监视控制各个仿真机上的模型运行，数据监视，动态参数调整等操作。直线网络是由光纤网卡组成的环形实时数据交换网，并行计算步长支持50微秒同步计算。
95.模型管理和监控软件可以部署在如图2所示的仿真监控工作站和仿真管理工作站中，都可以对调度网上的节点机进行统的调度管理。主要功能包括：模型统一建模调试、编译、计算单元部署；模型变量和曲线监视；实时曲线动态切换，动态调参；实时曲线存储；模型多步长运行；自定义用户监控界面；支持实时以太网；一体化实时数据调度支撑系统。
96.主机侧子网中的实时仿真机，包括：
97.主同步仿真模块，用于设置仿真步长进行慢速网络的仿真，并与从机侧子网中的各实时仿真机进行同步仿真，输出主机侧子网的网络电压；
98.主对时模块，用于利用北斗授时定期对主控机进行校准，校准后的主控机向各节点机发送数据和控制所述各节点机校准时钟并接收所述各节点机发送的数据。
99.主同步仿真模块，具体用于：
100.步长设置子模块，用于设置主机侧子网的仿真步长为δt；
101.雅可比矩阵计算子模块，用于在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长结合雅可比矩阵计算得到主机侧子网的修正量；
102.网络电压计算子模块，用于对主机侧子网的修正量进行迭代求解，得到主机侧子网的修正状态量和主机侧子网的网络电压；
103.收敛判断子模块，用于判断所述网络电压是否收敛，当所述网络电压收敛时以所述网络电压作为主机侧仿真结果输出，否则减小仿真步长δt后继续计算直到网络电压收敛。
104.雅可比矩阵计算子模块，具体用于：
105.初始化主机侧子网t时刻的仿真参数；
106.基于获取的配电系统网络方程函数、电流、电压和积分步长计算得到雅可比矩阵，并获取主机侧子网的状态变量残差；
107.基于所述主机侧子网的状态变量残差和所述雅克比矩阵计算得到主机侧子网的修正量。
108.从机侧子网中的各实时仿真机，包括：
109.从同步仿真模块，用于设置仿真步长进行快速网络的仿真，并与主机侧子网中实时仿真机进行同步仿真，输出从机侧子网的网络电压；
110.从对时模块，用于接收所述主控机发送的数据以及进行时钟校准，并向所述主控机发送数据。
111.从同步仿真模块，包括：
112.步长设置子模块，用于设置从机侧子网的仿真步长为δt；
113.预测插值子模块，用于基于接收到的仿真数据采用迭代插值法和拉格朗日插值法，计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值；
114.雅克比矩阵计算子模块，用于在一个步长内基于配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值结合雅可比矩阵计算得到从机侧子网的修正量；
115.网络电压计算子模块，用于对从机侧子网的修正量进行迭代求解，得到从机侧子网的修正状态量和从机侧子网的网络电压；
116.收敛判断子模块，用于判断所述网络电压是否收敛，当所述网络电压收敛时以所述网络电压作为从机侧仿真结果输出，否则减小仿真步长δt后继续计算直到网络电压收敛；
117.步长判断子模块，用于判断主机侧子网的仿真步长δt是否等于从机侧子网的仿真步长δt的k倍，若δt＝kδt则生成从机侧仿真结果，否则k＝k 1后返回预测插值子模块。
118.预测插值子模块，具体用于：
119.基于接收到的主机侧子网t-δt时刻和t时刻的仿真数据，采用迭代插值法计算得到t δt时刻主机侧子网的输出量预测值；
120.基于所述t δt时刻主机侧子网的输出量预测值，采用拉格朗日插值法计算得到在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值。
121.雅可比矩阵计算子模块，具体用于：
122.初始化从机侧子网t时刻的仿真参数；
123.基于获取的配电系统网络方程函数、电流、电压、积分步长和所述在从机侧子网的每个步长中主机侧子网的输出量预测值计算得到雅可比矩阵，并获取从机侧子网的状态变量残差；
124.基于所述从机侧子网的状态变量残差和所述雅克比矩阵计算得到从机侧子网的修正量。
125.实施例2：
126.一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法,如图3所示，包括：
127.步骤1，基于主机侧子网的仿真任务进行慢速网络的仿真，输出主机侧子网的网络
电压；
128.步骤2，在仿真过程中作为主控机与从机侧子网中的各实时仿真机进行对时和数据交互。
129.步骤1中的，基于主机侧子网的仿真任务进行慢速网络的仿真，输出主机侧子网的网络电压，包括：
130.完成了复杂有源配电网多仿真实时仿真阵列的构建，基于该阵列本发明进一步提出了有源配电网步长同步并行仿真方法，具体如下：
131.step 1：进入主机侧仿真程序；
132.step 2：设置主机侧仿真模型的仿真步长δt；设置原则为主机侧仿真步长δt为从机侧仿真步长δt的k倍，k为正整数；
133.step 3：初始化主机侧子网t时刻的仿真参数um(t)；
134.step 4：主机和从机之间进行对时，并接收从机t时仿真数据；
135.step 5：判断主机与从机之间的对时与交互是否完成，如果未完成，则转入step 4；如果已经完成，则转入step 6；
136.step 6：计算雅可比矩阵：
[0137][0138]
式中，ag,bg,cg,y为分块雅克比矩阵；f为配电系统网络方程函数；i表示电流；u表示电压；h为积分步长。
[0139]
step 7：计算状态变量残差fm(t δt),gm(t δt)；
[0140]
step 8：计算修正量δxm(t δt),δum(t δt)，公式如下：
[0141][0142]
式中，a、b、c、y yd表示雅可比矩阵各分块矩阵，yd表示系统中各非线性元件并入系统导纳矩阵部分。
[0143]
step 9：计算修正状态量xm(t δt)，公式如下：
[0144]
xm(t δt)＝δxm(t δt) xm(t)
[0145]
step 10：计算求解网络电压um(t δt)，公式如下：
[0146]
um(t δt)＝δum(t δt) um(t)
[0147]
step 11：判断是否收敛，如果不收敛，则转入step 7；如果收敛，则转入step 12；
[0148]
step 12：生成主机侧仿真结果um(t δt)。
[0149]
步骤2中的，在仿真过程中作为主控机与从机侧子网中的各实时仿真机进行对时和数据交互，包括：
[0150]
复杂有源配电网实时仿真机阵列中多机对时方法：
[0151]
复杂有源配电网实时仿真机阵列多机之间的同步方法，如图4所示，多仿真机之间的时钟同步也叫“对钟”，要把各节点机和北斗授时的时钟对准，最直观的方法就是搬钟，可用主控机作搬钟，使节点机时钟均与管理机时钟对准，管理机的基准时标由gps校准。
[0152]
主控节点机控制每一个实时积分步长的计量，向参与计算的节点机发送数据和启动每步计算命令，待各节点机每步计算完毕后，将数据返回主控节点机，主控节点机测量实
时步长，不断循环直至仿真终止。仿真阵列的时钟同步可以用北斗授时定期对管理机校准，再由管理机对各节点机校准时钟。主控节点机在计算中的步长计量精度由其时钟测量精度即计算机的基准晶振决定，一般小于1μs，能满足实时仿真计算的要求。
[0153]
实施例3：
[0154]
一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法，包括：
[0155]
步骤1，基于从机侧子网的仿真任务进行快速网络的仿真和预测插值，输出从机侧子网的网络电压；
[0156]
步骤2，在仿真过程中作为各节点机与所述主机侧子网中的实时仿真机进行对时和数据交互。
[0157]
步骤1中的，基于从机侧子网的仿真任务进行快速网络的仿真和预测插值，输出从机侧子网的网络电压，包括：
[0158]
step 1：进入从机侧仿真程序；
[0159]
step 2：设置从机侧仿真步长δt；
[0160]
step 3：初始化第t步参数us(t)；
[0161]
step 4：接收主机启动及t时仿真数据，由于主机侧仿真程序的步长δt的为从机侧仿真步长δt的k倍；
[0162]
step 5：判断主机与从机之间的对时与交互是否完成，如果未完成，则转入step 4；如果已经完成，则转入step 5；
[0163]
step 6：预测插值，由于主机侧仿真程序的步长δt的为从机侧仿真步长δt的k倍，因此，需要对每一个从机侧仿真步长δt对主机侧的仿真数据进行插值化处理，本发明专利提出了改进线性插值算法，如图5所示，具体步骤如下：
[0164]
首先，基于接收到的主机侧t-δt和t时刻的仿真数据um(t-δt)与um(t)；采用迭代插值对t δt时刻的主机侧的输出量um(t δt)进行预测，预测公式如下：
[0165][0166]
其次，结合预测结果um(t δt)，利用拉格朗日插值法对t到t δt时刻主机侧在每个从机侧小步长δt的输出量进行预测，即：
[0167][0168]
step 7：计算雅可比矩阵；
[0169]
step 8：计算状态变量残差fs(t kδt),gs(t kδt)；
[0170]
step 9：计算修正量δxs(t kδt),δus(t kδt)；
[0171]
step 10：计算修正状态量xs(t (k 1)δt)；
[0172]
step 11：计算求解网络电压us(t (k 1)δt)；
[0173]
step 12：判断是否收敛，如果不收敛，则转入step 8；如果收敛，则转入step 13；
[0174]
step 13：判断kδt＝δt？是否成立，如果不成立，则k＝k 1，并转入step 6；如果成立，则转入step 14；
[0175]
step 14：生成主机侧仿真结果us(t δt)。
[0176]
实施例4：
[0177]
一种有源配电网多实时仿真机互联同步方法，包括：
[0178]
步骤1，仿真管理工作站根据有源配电网拓扑结构利用节点分裂法将所有实时仿真机划分到主机侧子网或从机侧子网中；
[0179]
步骤2，在时标一致的情况下将从主机侧子网获取的网络电压和从机侧子网获取的网络电压相加得到有源配电网的网络电压。
[0180]
步骤1中的，仿真管理工作站根据有源配电网拓扑结构利用节点分裂法将所有实时仿真机划分到主机侧子网或从机侧子网中，包括：
[0181]
step 1：开始；
[0182]
step 2：输入有源配电网拓扑结构及参数，包括网络的接线模式，以及分布式电源、变压器、线路等设备元件的静态参数，以及开关状态、负荷等动态参数；
[0183]
step 3：根据有源配电网的网络规模，基于节点分裂法，进行分区。本发明专利提出了基于不同接口电气量的网络等效分区模型。该方法的核心是设置分裂节点，将有源配电网一分为二，分别对应至两侧的子网，通过虚构一条导线为两侧节点建立虚拟的电气联系，并将虚拟导线上流过的电流作为两侧子网在分裂节点处的注入电流。在主机侧利用诺顿等效模型将从机侧子网等效为受控电流源，在从机侧利用采用戴维南等效模型降主机侧子网等效为受控电压源。
[0184]
图6(a)为以注入电流为协调变量的主机侧等效模型。其中，is为分裂节点处的外网等效注入电流。主网侧子网外特性表示如下：
[0185][0186]
图6(b)为以节点电压为协调变量的从机侧子网等效模型。其中，us为分裂节点处的外网等效节点电压。从机侧子网外特性表示如下：
[0187][0188]
步骤2中的，在时标一致的情况下将从主机侧子网获取的网络电压和从机侧子网获取的网络电压相加得到有源配电网的网络电压，包括：
[0189]
step 1：仿真监控工作中，同时接收t δt时刻主机仿真结果um(t δt)和从机仿真结果us(t δt)，从而形成完整的t δt时刻有源配电网的仿真结果；
[0190]
step 2：判断仿真时间是都达到设定值，如果未达到，则t＝t δt，主机和从机分别转入实施例2和实施例3继续仿真；如果已经达到，则转入step 3；
[0191]
step 3：输出仿真结果。
[0192]
step 4：结束。
[0193]
同时，需要指出的是，由于主机和从机之间是并行计算，因此，实施例2和实施例3是并行同时进行的。
[0194]
本发明通过光纤网卡实现了多台实时仿真机之前的互联，构建了复杂有源配电网多实时仿真机阵列系统，支持50微秒的多仿真机之间的同步计算，通过北斗授时以及多仿真机之间的软同步机制，将对时同步误差下降至1微秒以内；提出了基于实时仿真机阵列的复杂有源配电网步长同步并行仿真方法，通过节点分裂法与预测插值方法，实现了复杂有源配电网的分区解耦，并通过多仿真机之间的多步长协调仿真，实现了大规模复杂有源配
电网的多速率并行计算，大幅提高了复杂有源配电网的仿真规模与仿真速度。
[0195]
实施例5：
[0196]
基于同一发明构思，本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种有源配电网多实时仿真机互联同步系统相应步骤。
[0197]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0198]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0199]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0200]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0201]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。