基于面向对象技术的直流系统建模方法及故障仿真方法技术方案

一种基于面向对象技术的直流系统的建模方法及故障仿真方法，所述建模方法包括：分析出直流输电一次系统及其控制系统的每个功能模型；针对于每个所述功能模型，调取组成该功能模型的基本模型及该基本模型的计算模型。本发明专利技术采用面向对象技术，有效的使降低了各模块间的关联程度，这就相对减少了程序员之间的相互影响。设计初期只由很少的程序员介入的情况下，通过在对象系统中按照从基本模型至功能模型再至整体系统，逐层封装继承的模式来实现，使得今后更改引起的成本大大降低，系统鲁棒性得到了提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统模拟仿真
，尤其是基于面向对象技术的直流系统建模方法及故障仿真方法。
技术介绍
我国东部地区经济发达，用电负荷相对集中，但能源相对匮乏。近年来，随着我国西北地区大型新能源的建设，西部将有大量的风电及太阳能等清洁能源需要远距离输送到东部。采用高压直流输电(High voltage direct current，HVDC)能够有效地节约线路走廊、有助于改善网络结构、减少输电瓶颈，进而实现大范围的资源优化配置，经济和社会效益十分明显。同时，对提高我国输变电设备的自主创新和制造能力，也具有重大意义。为保证直流工程的顺利实施，进行计算机暂态仿真是必要环节。针对暂态仿真，电磁暂态分析和机电暂态分析各有各的特点及应用领域，机电暂态程序基于基波、相量和时序分析，对特高压直流输电设备只能采用准稳态模型模拟，其前提为：1、换流器母线的三相交流电压是对称、平衡的正弦波；2、换流器本身的运行是完全对称平衡的；3、直流电流和直流电压是平直的。因此准稳态模型在交流系统不对称故障期间不适用。并且，准稳态模型中换流器本身的暂态过程忽略不计，以稳态方程式表示，无法描述换流阀受直流控制系统点火脉冲序列进行换相的详细过程，不能表示非对称故障，换流器内部故障，逆变器换相失败，以及控制系统对换流过程的影响等。对换相失败过程只能采用简单的经验判据。针对计算机仿真，传统的软件开发是从算法的角度进行建模。而通常按r>照这种方法编写的软件不易于维护，系统鲁棒性也不高。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种基于面向对象技术的直流系统的建模方法，以解决现有技术中采用从算法的角度进行建模，得到的模型不易维护，并且系统鲁棒性也不高的问题。在一些说明性实施例中，所述基于面向对象技术的直流系统建模方法，包括：分析出直流输电一次系统及其控制系统的每个功能模型；针对于每个所述功能模型，调取组成该功能模型的基本模型及该基本模型的计算模型。本专利技术的另一个目的是提供一种基于面向对象技术的直流系统的故障仿真方法。在一些说明性实施例中，所述基于面向对象技术的直流系统的故障仿真方法，包括：用于采用上述建模方法构建的模型，包括：在直流输电一次系统和/或其控制系统中设置故障点；仿真运行，输出所述直流输电一次系统及其控制系统的电压和/或电流参数。与现有技术相比，本专利技术的说明性实施例包括以下优点：面向对象的程序设计降低了各模块间的关联程度，这就相对减少了程序员之间的相互影响。设计初期只由很少的程序员介入的情况下，通过在对象系统中按照从基本模型至功能模型再至整体系统，逐层封装继承的模式来实现，使得今后更改引起的成本大大降低，系统鲁棒性得到了提升。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是按照本专利技术的说明性实施例的流程图；图2是按照本专利技术的说明性实施例的流程图；图3是按照本专利技术的说明性实施例的流程图；图4是按照本专利技术的说明性实施例的直流输电一次系统的结构示意图；图5是按照本专利技术的说明性实施例的关系示意图。具体实施方式在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本专利技术的透彻理解。但是，本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本专利技术的理解。为了更好的理解本专利技术中的说明性实施例，下面对本专利技术说明性实施例中的主要思想进行简单说明。针对计算机仿真，传统的软件开发是从算法的角度进行建模。而通常按照这种方法编写的软件不易于维护，系统鲁棒性也不高。面向对象的方法认为：客观世界的问题都是由客观世界的实体及其相互之间的联系构成的。我们把客观世界的实体称为问题对象，那么对象都有自己的运动状态及运动规律，不同对象之间的相互作用和相互通信就构成了完整的客观世界。使用面向对象的方法人们可以逐步去解决问题，而在问题逐步深入过程中不必去重新修改前面已完成的设计工作。由于采用了数据抽象和封装技术，面向对象的程序设计降低了各模块间的关联程度，这就相对减少了程序员之间的相互影响。参见图1，图1示出了基于面向对象技术的直流系统的建模的流程图。在一些说明性实施例中，公开了一种基于面向对象技术的直流系统的建模方法，包括：S11、分析出直流输电一次系统及其控制系统的每个功能模型；S12、针对于每个所述功能模型，调取组成该功能模型的基本模型及该基本模型的计算模型。本专利技术由于基于面向对象的思想，采用了数据抽象和封装技术，面向对象的程序设计降低了各模块间的关联程度，这就相对减少了程序员之间的相互影响。设计初期只由很少的程序员介入的情况下，通过在对象系统中按照从基本模型至功能模型再至整体系统，逐层封装继承的模式来实现，使得今后更改引起的成本大大降低，系统鲁棒性得到了提升。在一些说明性实施例中，所述直流输电一次系统及其控制系统由用户搭建完成。在一些说明性实施例中，每个所述功能模型至少由一个基本模型组成。在一些说明性实施例中，所述分析出直流输电一次系统及其控制系统的每个功能模型，具体包括：根据所述直流输电一次系统及其控制系统中元器件的名称，确定所述直流输电一次系统及其控制系统的所述功能模型。在一些说明性实施例中，所述调取组成该功能模型的基本模型及该基本模型的计算模型，具体包括：S21、以功能模型在功能模型库中进行匹配，调取与该功能模型相匹配的基本模型；S22、以调取到的所述基本模型在基本模型库中进行匹配，调取该基本模型的计算模型。在一些说明性实施例中，所述基本模型的计算模型中至少包含一个该基本模块的仿真计算的方程。在一些说明性实施例中，所述直流输电一次系统中至少包含有以下至少一个元器件：三相RLC元件、单相RLC元件、晶闸管元件、输电线路元件、三相/单相故障元件、三相两绕组变压器元件。现在参照图3，图3示出了基于面向对象技术的直流系统的故障仿真的流程图。在一些说明性实施例中，公开了一种基于面向对象技术的直流系统的故障仿真方法，上述采用建模方法构建的模型，包括：S31、在直流输电一次系统和/或其控制系统中设置故障点；其中，故障点由用户自己设定。S32、仿真运行，输出所述直流输电一次系统及其控制系统的电压和/或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于面向对象技术的直流系统的建模方法，其特征在于，包括：分析出直流输电一次系统及其控制系统的每个功能模型；针对于每个所述功能模型，调取组成该功能模型的基本模型及该基本模型的计算模型。

【技术特征摘要】
1.一种基于面向对象技术的直流系统的建模方法，其特征在于，包括：
分析出直流输电一次系统及其控制系统的每个功能模型；
针对于每个所述功能模型，调取组成该功能模型的基本模型及该基本模
型的计算模型。
2.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述直流输电一次
系统及其控制系统由用户搭建完成。
3.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，每个所述功能模型
至少由一个基本模型组成。
4.根据权利要求1所述的建模方法，其特征在于，所述分析出直流输
电一次系统及其控制系统的每个功能模型，具体包括：
根据所述直流输电一次系统及其控制系统中元器件的名称，确定所述直
流输电一次系统及其控制系统的所述功能模型。
5.根据权利要求4所述的建模方法，其特征在于，所述调取组成该功
能模型的基本模型及该基本模型的计算模型，具体包括：
以功能模型在功能模型库中进行匹配，调取与该功能模型相匹配的基本
模型；
以调取到的所述基本模型在基本模型库中进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：高峰，张爽，江涵，陈德扬，梁剑，张星，张艳，
申请(专利权)人：国网宁夏电力公司电力科学研究院，中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64