一種基于套接字技術的電力系統機電-電磁混合仿真方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于套接字技術的電力系統機電-電磁混合仿真方法。
【背景技術】
[0002]在電網運行過程中，電磁暫態與機電暫態過程是同時發生的。電磁暫態過程是指電力系統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，電磁暫態仿真用數值計算方法對電力系統中從幾微秒到幾十毫秒之間的電磁暫態過程進行仿真。機電暫態過程是指電力系統中發電機和電動機電磁轉矩的變化弓I起電機轉子機械運動的變化過程。機電暫態過程仿真主要研宄電力系統受到大干擾后的暫態穩定和小擾動后的靜態穩定性能。
[0003]隨著大量電力電子設備如高壓直流輸電(HVDC)和柔性交流輸電系統(FACTS)引入電力系統，電網的運行控制變得更趨復雜。為了提高電網安全穩定分析水平，有必要對含有這些設備的電力系統進行有效的數字仿真。機電暫態仿真程序對于研宄電力電子器件內部故障過程、控制方法和對整個系統行為的影響具有很大的局限性；現有的商業電磁暫態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進行全網電磁仿真。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。將系統分成交、直流兩個子系統，HVDC和FACTS使用電磁暫態模型進行電磁暫態仿真；交流系統使用準穩態模型進行機電暫態仿真。混合仿真算法既精確地反映了非線性電力電子器件的動態特性，又具有較高的仿真效率。
[0004]傳統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模型，并編制仿真程序模擬器件內部復雜的電磁暫態過程，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。
【發明內容】
[0005]針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種基于套接字技術的電力系統機電-電磁混合仿真方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明提供了一種基于套接字技術的電力系統機電-電磁混合仿真方法，該方法包括以下步驟:
[0007]A、對電力系統網絡進行劃分，將系統分為時間尺度差異很大的內部網絡和外部網絡;
[0008]B、采用通用電力系統電磁暫態仿真軟件對電力系統內部網絡進行電磁暫態仿真計算。
[0009]C、采用通用的電力系統機電暫態仿真軟件對電力系統外部網絡進行機電暫態仿真計算。
[0010]D、在機電暫態仿真系統與電磁暫態仿真系統之間，利用套接字技術，實現兩個仿真系統的通訊，內在、有機連接，實現混合仿真的效果。
[0011]本發明的方法與傳統的機電-電磁混合仿真的方法相比，不用編制暫態仿真程序，簡化了仿真過程，提高了混合仿真的可靠性。
[0012]根據本發明另一【具體實施方式】，步驟A中，內部網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]根據本發明另一【具體實施方式】，步驟A中，外部網絡中為交流網絡并且三相波形基本對稱；其采用準穩態模型和大步長。
[0014]根據本發明另一【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部分，作為電力系統內部網絡；其它的常規交流系統作為電力系統外部網絡。
[0015]根據本發明另一【具體實施方式】，步驟B中，在進行電磁暫態計算時，機電側用戴維南等值電路代替，并在數據交換時刻，將等效的電壓值和阻抗值交換到電磁暫態仿真程序中進行下一個步長的電磁暫態仿真計算。
[0016]根據本發明另一【具體實施方式】，步驟C中，在進行機電暫態計算時，電磁側用等效電流源代替，并在數據交換時刻，將等效的注入電流交換到機電暫態仿真程序中進行下一個步長的機電暫態仿真計算。
[0017]根據本發明另一【具體實施方式】，步驟D中，利用套接字技術，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”建立在機電暫態仿真程序中，在數據交互時刻，服務器接收電磁暫態仿真程序傳來的數據，并將網絡等值的信息發送到電磁暫態仿真程序的“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仿真程序中，在數據交互時刻，客戶端接收機電暫態仿真程序“套接字服務器”傳來的數據，并將網絡等值信息發送到機電暫態仿真程序的“套接字服務器”中。
[0020]與現有技術相比，本發明具備如下有益效果:
[0021]本發明的方法與傳統的機電-電磁混合仿真的方法相比，不用編制暫態仿真程序，簡化了仿真過程，提高了混合仿真的可靠性。
[0022]下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。
【附圖說明】
[0023]圖1是實施例1的基于套接字技術的電力系統機電-電磁混合仿真方法的結構示意圖。
【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的電力系統機電-電磁混合仿真的系統結構示意圖，該方法包括以下步驟:
[0026]A、首先對電力系統網絡進行分塊，含有直流、FACTS等電力電子裝置的部分是快速暫態部分，作為電力系統內部網絡；其它的常規交流系統作為電力系統外部網絡。
[0027]具體而言，電力系統混合仿真的基本思想，通過網絡的劃分，將系統分為兩部分。
[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絡進行仿真。這部分網絡作為內部網絡，通常利用電磁暫態程序進行仿真。
[0029](2)而另一部分網絡，通常稱為外部網絡。外部網絡中一般為交流網絡并且三相波形基本對稱。采用準穩態模型和大步長對這部分網絡進行仿真已經足夠精確。所以這部