一种区域配电网电磁暂态实时仿真方法的研究

２０１４年第４２卷第１１期　陕西电力　ＳＨＡＡＮＸＩ　ＥＬＥＣＴＲＩＣ　ＰＯＷＥＲ　技术应用　２０１４，Ｖｏ１．４２　Ｎｏ．１１　一种区域配电网电磁暂态实时仿真方法的研究　罗学礼　，穆世霞　，周年荣　，韩佳兵ｚ，王虹富　，张明ｚ　（１．云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院。云南昆明６５０２１７：　２．北京科东电力控制系统有限责任公司，北京１００１９２；３冲国电力科学研究院，北京１００１９２）　摘要：为了满足区域配网电磁暂态仿真实时性要求，提出了一种基于长线路原理对弱连接网络进行分割．实现　解耦并行计算的方法。本方法首先利用长线路解耦原理搭建仿真模型，对仿真电网进行分块解耦；然后将子系统　间进行并行计算，每个计算时步进行一次数据交互。最后，搭建实际的配网仿真系统。经验证表明：本文提出的实　时仿真解耦并行算法是正确和有效的，计算结果满足精度要求，同时大大提高了仿真计算速度，实现了区域配电　网的电磁暂态实时仿真。　关键词：解耦计算；区域配电网；电磁暂态：实时仿真　中图分类号：ＴＭ７４３　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３—７５９８（２０１４）１１－００９９—０４　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　Ｒｅａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｎｅｔｗｏｒｋ　ＬＵＯ　Ｘｕｅｌｉ　，ＭＵ　Ｓｈｉｘｉａ２，ＺＨＯＵ　Ｎｉａｎｒｏｎｇ　，　ＨＡＮ　Ｊｉａｂｉｎｇ　，ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇｆｕ　，ＺＨＡＮＧ　Ｍｉｎｇ　（１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｔｅｓｔ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２１７，Ｃｈｉｎａ；２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｋｅｄｏｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　Ｌｉｍｉｔｅｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９２，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｔａｔｅ　Ｇｉｒｄ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９２，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｐｒｏｐｏｓｅ　ａ　ｌｏｎｇ　ｌｉｎｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｗｅａｋ　ｌｉｎｋ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｆｉｒｓｔ，ａ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ　ｌｉｎｅ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｉｓ　ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ　ｉｎｔｏ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｕｂ－ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　ｉｓ　ｃａｒｒｉｅｄ　ｏｕｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｂ－ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　ａｒｅ　ｃｈａｎｇｅｄ　ｅｖｅｒｙ　ｔｉｍｅ－ｓｔｅｐ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｐａｒａｌｌｅｌ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｓ　ｃｏｒｒｅｃｔ　ａｎｄ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｓｐｅｅｄ，ａｎｄ　ｒｅａｌｉｚｅｓ　ｔｈｅ　ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｎｅｔｗｏｒｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ；ｒｅｇｉｏｎａｌ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ；ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　序要求来完成仿真过程的每１个步骤｝３］。但随着区域　Ｏ　引言　过去几十年。电力系统仿真技术研究主要集中　在输电系统的相关领域．配电系统因其结构、现象相　对简单．在仿真建模与分析方面一直没有引起人们　足够的重视。随着分布式电源的接入，配电系统面临　配电网仿真规模逐步扩大，如果不采取特殊处理，仿　真效率降低，将无法达到实时仿真的需求。目前，输　电网实时仿真相关研究较多，大多数采用并行解耦　计算的方法『删。文献［２］建立了配电网常规元件的电　磁暂态模型，并用ＩＥＥＥ　４配电系统算例进行仿真分　析；而关于区域配电网的电磁暂态实时仿真处理方　法未见相关文献研究。针对现有研究的不足，本文提　了新的问题，因此对于配电网的仿真分析显得尤为　重要。由于电磁暂态实时仿真较机电暂态仿真而言，　可以给出更加全面而准确的信息，因此电磁暂态实时　仿真技术更适合配电网暂态过程的仿真分析研究　。　电磁暂态技术实时仿真必须按照实际系统运行的时　出了一种基于长线路解耦原理并行实时仿真计算方　法。用于大规模区域配电网电磁暂态仿真。解决了电　磁暂态实时仿真受电网规模限制的问题。