一種基于套接字技術(shù)的電力系統(tǒng)機電-電磁混合仿真方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于套接字技術(shù)的電力系統(tǒng)機電-電磁混合仿真方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電網(wǎng)運行過程中，電磁暫態(tài)與機電暫態(tài)過程是同時發(fā)生的。電磁暫態(tài)過程是指電力系統(tǒng)各個元件中電場和磁場以及相應的電壓和電流的變化過程，電磁暫態(tài)仿真用數(shù)值計算方法對電力系統(tǒng)中從幾微秒到幾十毫秒之間的電磁暫態(tài)過程進行仿真。機電暫態(tài)過程是指電力系統(tǒng)中發(fā)電機和電動機電磁轉(zhuǎn)矩的變化弓I起電機轉(zhuǎn)子機械運動的變化過程。機電暫態(tài)過程仿真主要研宄電力系統(tǒng)受到大干擾后的暫態(tài)穩(wěn)定和小擾動后的靜態(tài)穩(wěn)定性能。
[0003]隨著大量電力電子設(shè)備如高壓直流輸電(HVDC)和柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)引入電力系統(tǒng)，電網(wǎng)的運行控制變得更趨復雜。為了提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析水平，有必要對含有這些設(shè)備的電力系統(tǒng)進行有效的數(shù)字仿真。機電暫態(tài)仿真程序?qū)τ谘绣畴娏﹄娮悠骷?nèi)部故障過程、控制方法和對整個系統(tǒng)行為的影響具有很大的局限性；現(xiàn)有的商業(yè)電磁暫態(tài)仿真程序受計算機計算和存儲能力的限制，難以對大型電力系統(tǒng)進行全網(wǎng)電磁仿真。為了彌補上述兩方面的不足，科學家提出了混合仿真的方法。將系統(tǒng)分成交、直流兩個子系統(tǒng)，HVDC和FACTS使用電磁暫態(tài)模型進行電磁暫態(tài)仿真；交流系統(tǒng)使用準穩(wěn)態(tài)模型進行機電暫態(tài)仿真?；旌戏抡嫠惴染_地反映了非線性電力電子器件的動態(tài)特性，又具有較高的仿真效率。
[0004]傳統(tǒng)的混合仿真算法都需要建立HVDC或FACTS器件及其控制器的電磁暫態(tài)模型，并編制仿真程序模擬器件內(nèi)部復雜的電磁暫態(tài)過程，不同的器件、不同的控制策略需要編制不同的程序，缺乏靈活性和通用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的是提供一種基于套接字技術(shù)的電力系統(tǒng)機電-電磁混合仿真方法。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于套接字技術(shù)的電力系統(tǒng)機電-電磁混合仿真方法，該方法包括以下步驟:
[0007]A、對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行劃分，將系統(tǒng)分為時間尺度差異很大的內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡;
[0008]B、采用通用電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真軟件對電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡進行電磁暫態(tài)仿真計算。
[0009]C、采用通用的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真軟件對電力系統(tǒng)外部網(wǎng)絡進行機電暫態(tài)仿真計算。
[0010]D、在機電暫態(tài)仿真系統(tǒng)與電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)之間，利用套接字技術(shù)，實現(xiàn)兩個仿真系統(tǒng)的通訊，內(nèi)在、有機連接，實現(xiàn)混合仿真的效果。
[0011]本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)的機電-電磁混合仿真的方法相比，不用編制暫態(tài)仿真程序，簡化了仿真過程，提高了混合仿真的可靠性。
[0012]根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，步驟A中，內(nèi)部網(wǎng)絡包含電力電子器件等快速動作的元件或者波形畸變比較嚴重，其采用小步長和比較精確的模型。
[0013]根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，步驟A中，外部網(wǎng)絡中為交流網(wǎng)絡并且三相波形基本對稱；其采用準穩(wěn)態(tài)模型和大步長。
[0014]根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，步驟A中，含有直流、FACTS等電力電子裝置的部分是快速暫態(tài)部分，作為電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡；其它的常規(guī)交流系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)外部網(wǎng)絡。
[0015]根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，步驟B中，在進行電磁暫態(tài)計算時，機電側(cè)用戴維南等值電路代替，并在數(shù)據(jù)交換時刻，將等效的電壓值和阻抗值交換到電磁暫態(tài)仿真程序中進行下一個步長的電磁暫態(tài)仿真計算。
[0016]根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，步驟C中，在進行機電暫態(tài)計算時，電磁側(cè)用等效電流源代替，并在數(shù)據(jù)交換時刻，將等效的注入電流交換到機電暫態(tài)仿真程序中進行下一個步長的機電暫態(tài)仿真計算。
[0017]根據(jù)本發(fā)明另一【具體實施方式】，步驟D中，利用套接字技術(shù)，在混合仿真兩端建立起“客戶端-服務器模型”;該“客戶端-服務器模型”包括“套接字服務器”和“套接字客戶端”；
[0018]其中，“套接字服務器”建立在機電暫態(tài)仿真程序中，在數(shù)據(jù)交互時刻，服務器接收電磁暫態(tài)仿真程序傳來的數(shù)據(jù)，并將網(wǎng)絡等值的信息發(fā)送到電磁暫態(tài)仿真程序的“套接字客戶端”組件中；
[0019]“套接字客戶端”組件建立在電磁暫態(tài)仿真程序中，在數(shù)據(jù)交互時刻，客戶端接收機電暫態(tài)仿真程序“套接字服務器”傳來的數(shù)據(jù)，并將網(wǎng)絡等值信息發(fā)送到機電暫態(tài)仿真程序的“套接字服務器”中。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具備如下有益效果:
[0021]本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)的機電-電磁混合仿真的方法相比，不用編制暫態(tài)仿真程序，簡化了仿真過程，提高了混合仿真的可靠性。
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是實施例1的基于套接字技術(shù)的電力系統(tǒng)機電-電磁混合仿真方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]實施例1
[0025]圖1是本實施例的基于套接字技術(shù)的電力系統(tǒng)機電-電磁混合仿真的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該方法包括以下步驟:
[0026]A、首先對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡進行分塊，含有直流、FACTS等電力電子裝置的部分是快速暫態(tài)部分，作為電力系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡；其它的常規(guī)交流系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)外部網(wǎng)絡。
[0027]具體而言，電力系統(tǒng)混合仿真的基本思想，通過網(wǎng)絡的劃分，將系統(tǒng)分為兩部分。
[0028](I) 一部分需要進行細致的研宄，通常這部分系統(tǒng)包含電力電子器件等快速動作的元件或者波形畸變比較嚴重。因此需要采用小步長和比較精確的模型對這部分網(wǎng)絡進行仿真。這部分網(wǎng)絡作為內(nèi)部網(wǎng)絡，通常利用電磁暫態(tài)程序進行仿真。
[0029](2)而另一部分網(wǎng)絡，通常稱為外部網(wǎng)絡。外部網(wǎng)絡中一般為交流網(wǎng)絡并且三相波形基本對稱。采用準穩(wěn)態(tài)模型和大步長對這部分網(wǎng)絡進行仿真已經(jīng)足夠精確。所以這部