[发明专利]基于Modelica的电网潮流计算模型库的构建方法

说明书

本发明公开了一种基于Modelica的电网潮流计算模型库的构建方法，模型库包括组件库、单机设备库、系统模型库和接口库，所述方法包括：根据潮流计算系统中实际设备的物理模型构建具有非因果特性的组件模型；按照预设规则对组件进行分类并对分类后的组件构建单机设备模型；基于组件和单机设备模型构建潮流计算系统模型，并根据不同电网架构搭建不同类型的潮流计算系统模型，采用非因果式建模方法，模型中方程求解顺序只由方程系统的数据流环境确定；其中，各组件模型构成组件库，各单机设备模型构成单机设备库，不同类型的潮流计算系统模型构成系统模型库。本申请能提高潮流计算模型的重用性和设计效率，以满足不同电力网架构在不同阶段的设计和验证需要。

技术领域

本申请涉及电力系统技术领域，具体而言，涉及一种基于Modelica的电网潮流计算模型库的构建方法。

背景技术

潮流计算是根据电力系统中已知或给定条件，这些条件包括网络接线、节点电压、节点功率等，来求解系统中未知支路的功率损耗和未知节点的电压，从而确定整个电力系统的运行状态。潮流计算与普通电路计算的主要区别在于，其对象是通过网络元件的功率和各节点的电压，而非电压和电流。计算方法主要分为经典手算法和计算机算法。潮流计算作为电力系统分析中一种最基本的算法，在电网规划、电网安全稳定运行等方面，具有很高的研究价值与参考价值。

目前，在对电力系统潮流计算的过程中，主要采用因果式建模方法(即过程式建模方法)来实现模型开发。该建模方法注重模型的解耦与求解过程，虽然能够实现对电力网络的潮流计算，但对工程师的模型理解程度要求较高，且建模复杂度较高，开发模型的重用性、扩展性较低，对实际工程的项目周期与设计效率有着很大影响。

因此，如何构建潮流计算模型库，提高潮流计算模型的重用性和设计效率，以满足不同电力网架构在不同阶段的设计和验证需要，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明公开了一种基于Modelica的电网潮流计算模型库的构建方法，用于解决现有技术中无法提高潮流计算模型的重用性和设计效率，以满足不同电力网架构在不同阶段的设计和验证需要的技术问题，所述方法包括：

根据潮流计算系统中实际设备的物理模型构建具有非因果特性的组件模型；

按照预设规则对组件进行分类并对分类后的所述组件构建单机设备模型；

基于所述组件和所述单机设备模型构建潮流计算系统模型，并根据不同电网架构搭建不同类型的潮流计算系统模型，采用非因果式建模方法，模型中方程求解顺序只由方程系统的数据流环境确定；

其中，各所述组件模型构成所述组件库，各所述单机设备模型构成所述单机设备库，不同类型的所述潮流计算系统模型构成所述系统模型库。

可选地，根据潮流计算系统中实际设备的物理模型构建具有非因果特性的组件模型，具体为：

根据物理边界与模型假设对潮流计算系统中的所述实际设备进行分解；

基于分解后的所述实际设备的物理模型构建所述组件模型。

可选地，所述方法还包括：

通过连接器之间的通讯实现所述组件模型与外界的交互通信；

采用非因果方法，以使所述连接器之间的通讯不指定通讯方向，只根据广义基尔霍夫定律生成非因果式的连接方程，不指定所述连接方程的求解顺序。

可选地，所述单机设备模型至少包括发电机模型、变压器模型、输电线模型、负荷模型、母线模型、RLC模型。

可选地，所述电源单端子接口模型包含一个三相电源接口，每个时刻只允许电能单向流动；

所述电源双端子接口模型包含一个三相电源正极接口、一个三相电源负极接口，每个时刻电能从一个接口流入、一个接口流出。