[发明专利]一种配电网电磁暂态仿真初始化方法和系统

说明书

本发明公开了一种配电网电磁暂态仿真初始化方法和系统，使用了基于三相不对称潮流计算的启动策略，利用三相不对称潮流计算结果进行初始化，使得系统快速达到稳定状态，在0.6s左右即可运行到稳定状态，相比于现有的零状态启动策略，同规模大小的系统需要6‑8s，大大的减少了耗时，提高了效率，且不会因配电网运行方式的复杂性导致失效，解决了现有的配电网电磁暂态仿真采用零状态启动策略，存在耗时长和容易因配电网的复杂性导致失效的技术问题。

技术领域

本发明涉及电磁暂态仿真技术领域，尤其涉及一种配电网电磁暂态仿真初始化方法和系统。

背景技术

作为电力系统数字仿真的重要组成部分，电磁暂态仿真旨在对目标系统进行精细建模并得到各种暂态响应的详细时域波形，最初主要用于发、输电系统的过电压过程、次同步谐振等问题的研究。随着分布式发电与微电网技术的发展，以及智能配用电技术的不断发展应用，配电网逐渐由传统无源放射型网络变为多源复杂网络，各种分布式电源、储能、微电网、电动汽车以及用户多样化负荷需求等使配电系统设备构成更加复杂、动态过程更加丰富、控制手段更加多样，需要利用电磁暂态仿真技术对配电网的运行机理与动态特征进行更进一步的研究。

目前，配电网电磁暂态仿真主要采用零状态启动策略，即电源在仿真初始时刻利用斜坡电压进行启动，传输线、变压器等设备在初始状态电压、电流等状态量设置为0，然后利用节点电压法和逐步积分法迭代求解系统电压、电流等状态量，该策略可以帮助整个系统平滑的进入稳定状态。但是，零状态启动策略耗时较长，效率低下，且随着配电网规模的不断壮大，大量分布式电源并网，分布式电源的接入使系统运行方式变得更加复杂，系统潮流流向由传统的单向流动变成双向流动，系统控制方式也变得更加多样，在这种工况下，零状态启动策略可能会出现发散的情况，从而失效。

发明内容

本发明提供了一种配电网电磁暂态仿真初始化方法和系统，用于解决现有的配电网电磁暂态仿真采用零状态启动策略，存在耗时长和容易因配电网的复杂性导致失效的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种配电网电磁暂态仿真初始化方法，包括：

搭建配电网系统仿真电路；

计算所述配电网系统仿真电路的节点导纳矩阵；

计算所述配电网系统仿真电路的三相不对称潮流；

根据所述节点导纳矩阵和所述三相不对称潮流计算各元件的历史电流，得到待初始化节点的初始化电流。

可选地，计算所述配电网系统仿真电路的节点导纳矩阵，包括：

求解配电网系统仿真电路的各元件支路导纳矩阵；

根据所述各元件支路导纳矩阵求解节点导纳矩阵。

可选地，计算所述配电网系统仿真电路的三相不对称潮流，包括：

初始化所述配电网系统仿真电路的各相电压和相角；

计算节点各相注入有功偏差量和无功偏差量；

根据所述有功偏差量和无功偏差量计算节点各相电压偏差量和相角偏差量；

根据所述各相电压偏差量和相角偏差量更新各相电压和相角；

输出迭代收敛时更新的各相电压和相角。

可选地，各元件的历史电流的计算公式为：

I_history(t-Δt)＝m·V(t-Δt)+n·I(t-Δt)

其中，m为电压系数，n为电流系数，V(t-Δt)为潮流计算支路电压，I(t-Δt)为潮流计算支路电流。

可选地，当考虑电容器影响时，电容器的历史电流的计算公式为：