本发明专利技术公开了一种基于机电-电磁混合仿真技术的合环操作仿真系统，包括：显示模块用于显示相应的合环信息并提供录入合环线路参数的途径和指令；数据模块提供参数和模型数据给显示模块和程序模块以及计算模块；所述程序模块形成电网分析计算用的配电网模型，实现网络划分；计算模块用于据所述程序模块产生的所述配电网模型进行仿真计算；开关统计模块对一个周期内不同合环时刻进行逐个时间点的混合仿真，统计得到最大合环冲击电流的数据。本发明专利技术提高仿真结果的准确性，改进潮流计算方式，提高合环电流计算的准确性，能够给出电网合环操作本身可行性与合环后电网运行方式合理性的结论，可以作为评估电网合环操作对电网影响的有效依据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网合环操作
，具体为一种基于机电-电磁混合仿真技术的 合环操作仿真系统。
技术介绍
随着电网运行方式的不断变化，电磁环网可能出现短时合环与解环的情况，而合 环操作的存在也对电网的供电可靠性提出了很大的挑战，合环操作产生的过电压、冲击电 流对电网产生扰动，严重情况下会威胁电网的安全稳定运行。 近些年随着电网结构的愈加复杂，合环问题研究的重要性凸显。国内有地区电网 利用分布系数法和叠加定理计算电网合环操作的潮流分布，这种方法一般采用手动计算， 只适用于简单网络，对于大规模电网（系统规模超过10000节点）的分析计算显然不适用， 无法进行在线数据计算。 另外，还有地区电网对需要进行合环操作的网络进行简化，先计算合环前简化网 络的潮流，然后根据合环两侧的电压差和环网阻抗计算出循环电流，最后利用叠加原理计 算出合环后的潮流，这种方法也是目前合环电流计算普遍采用的方法。在该方法的基础上， 有研究人员提出了以支路功率为变量的基于叠加原理和前推回代法的两阶段算法，用于计 算电网合环潮流。而通过等值简化往往会损失仿真精度，从而降低了仿真的准确度。 上述传统的合环电流计算方法一般不考虑外部网络模型，大多利用分布系数法和 叠加定理计算电网合环操作的潮流分布，只考虑环网所涉及电气设备进行戴维南等值，因 此无法准确获得等值电势和等值阻抗，合环操作时将可能引入较大谐波分量，引入计算误 差，因此传统解决方案不能满足计算的要求。 此外，一些研究利用PSCAD/EMTDC仿真软件对多级合环系统进行建模，通过对比 模型元件和实际元件的电压损耗、功率损耗，研究模型参数的设置，建立了能够准确模拟实 际元件的仿真模型，这种方法往往针对大规模电网进行等值后得到的小规模仿真系统，忽 略了大电网动态特性，从而也降低仿真结果的准确性。 因此从目前的合环电流计算解决方案来看，计算准确性是合环电流计算发展的趋 势，同时数据兼容性、谐波分量、模拟不对称负荷、过电压对设备的损坏等情况，都是亟待解 决的问题。 本专利技术的申请人在2011年12月14日申请的专利号为"201110417430.X"的专利技术 专利中，公开了一种大电网合环计算系统，是基于潮流计算、机电暂态计算、混合仿真综合 分析方法的合环电流计算系统，但是其仍存在潮流计算方式中经常出现潮流计算不收敛的 问题。 有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于机电-电磁混 合仿真技术的合环操作仿真系统，提高仿真结果的准确性，改进潮流计算方式，提高合环电 流计算的准确性，能够给出电网合环操作本身可行性与合环后电网运行方式合理性的结 论，可以作为评估电网合环操作对电网影响的有效依据。 为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是： -种基于机电-电磁混合仿真技术的合环操作仿真系统，包括： 显示模块：包括显示界面和仿真操作开关；仿真操作开关根据实时电网运行数据 断面设置，显示界面显示相应的合环信息并提供录入合环线路参数的途径和指令； 数据模块：包括电网基础数据库、电网模型数据库；电网基础数据库和电网模型 数据库提供参数和模型数据给显示模块和程序模块以及计算模块； 所述程序模块：包括拓扑程序单元，拓扑程序单元能够自动确定边界点和联络线 进行拓扑关系分析，形成电网分析计算用的配电网模型，实现网络划分；程序模块产生的配 电网模型能够在数据模块内产生拓扑数据并存储，所述配电网模型发送至显示模块显示； 所述计算模块：用于接收显示模块录入的指令，根据所述程序模块产生的所述配 电网模型并调入所述数据模块内的拓扑数据进行仿真计算，仿真计算结果发送至数据模块 存储并发送至显示模块的显示界面进行显示； 开关统计模块：连接所述仿真操作开关，对一个周期内不同合环时刻进行逐个时 间点的混合仿真，给出冲击电流值的变化区间，统计得到最大合环冲击电流的数据，数据发 送至数据模块存储并在显示模块显示。 更进一步的，计算模块包括：合环潮流计算单元、机电暂态计算单元、串行计算单 元和并行计算单元、机电暂态-电磁暂态混合仿真计算单元；所述合环潮流计算单元、所述 机电暂态计算单元和所述机电暂态-电磁暂态混合仿真计算单元并列设置；所述串行计算 单元分别接收所述合环潮流计算单元和所述机电暂态计算单元的数据；所述并行计算单元 接收所述机电暂态 -电磁暂态混合仿真计算单元的计算结果； 所述机电暂态-电磁暂态混合仿真计算单元包括：电磁暂态网络划分模块、机电 暂态网络模块、电磁暂态网络模块和机电-电磁接口模块；所述电磁暂态网络划分模块对 所述机电暂态网络模块和所述电磁暂态网络模块进行划分；所述机电暂态网络和所述电磁 暂态网络通过所述机电-电磁接口模块连接。 更进一步的，所述潮流计算单元在潮流计算时包括依次对所述配电网模型合环前 的潮流分布、合环后以及解环后的潮流进行计算。 更进一步的，在所述合环后以及解环后的潮流计算之间，还要对所述配电网模型 进行机电暂态计算，机电暂态计算由机电暂态计算单元完成。 更进一步的，在对所述配电网模型进行潮流计算和机电暂态计算的同时，对所述 配电网模型进行机电-电磁暂态混合仿真计算；机电-电磁暂态混合仿真计算由所述机电 暂态-电磁暂态混合仿真计算单元完成。 更进一步的，所述开关统计模块的统计方法包括如下步骤： (1)将一个周波进行T等分，在每个等分时刻连续进行混合仿真分析得到系统产 生的过电压情况；重复n个周波；n为大于0的正整数； (2)记录n个周波内产生过电压情况的时刻，统计每个等分时刻产生过电压情况 的次数，记为a次，当连续出现c次a大于b的情况时，进行步骤（3);若无连续出现c次a 大于b的情况时，进行步骤（4);其中b为预设定产生过电压情况的次数； (3)从第n+1个周波起，将s-t时刻的周波进行T等分，在每个等分时刻连续进行 混合仿真分析得到系统产生的过电压情况；其中s为c次a大于b的情况出现时的起始时 亥IJ，t为c次a大于b的情况出现时的终止时刻； (4)仍保持一个周波进行T等分，在每个等分时刻连续进行混合仿真分析得到系 统产生的过电压情况，直到n+k个周波后，连续出现c次a大于b的情况时，再进行步骤⑶。 更进一步的，步骤（3)后，再执行如下步骤（5):自n+1个周波起，进行n+L个周波 的测试，其中L大于1，记录1-L个周波内产生过电压情况的时刻，统计每个等分时刻产生过 电压情况的次数，记录为e次，当连续出现g次e大于f?的情况时，进行步骤（6)，若无连续 出现g次e大于f的情况时，执行步骤（7);其中f为预设定产生过电压情况的次数； (6)从第n+L+1个周波起，将u-v时刻的周波进行T等分，在每个等分时刻连续进 行混合仿真分析得到系统产生的过电压情况；其中u为连续出现g次e大于f?的情况时的 起始时刻，v为连续出现g次e大于f的情况时的终止时刻； (7)仍保持将s-t时刻的周波进行T等分，在每个等分时刻连续进行混合仿真分析 得到系统产生的过电压情况，直到出现g次e大于f?的情况时，执行步骤（6)。 更进一步的，所述T等分取值T= 30。 采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：本专利技术是采用 不同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于机电‑电磁混合仿真技术的合环操作仿真系统，其特征在于包括：显示模块：包括显示界面和仿真操作开关；仿真操作开关根据实时电网运行数据断面设置，显示界面显示相应的合环信息并提供录入合环线路参数的途径和指令；数据模块：包括电网基础数据库、电网模型数据库；电网基础数据库和电网模型数据库提供参数和模型数据给显示模块和程序模块以及计算模块；所述程序模块：包括拓扑程序单元，拓扑程序单元能够自动确定边界点和联络线进行拓扑关系分析，形成电网分析计算用的配电网模型，实现网络划分；程序模块产生的配电网模型能够在数据模块内产生拓扑数据并存储，所述配电网模型发送至显示模块显示；所述计算模块：用于接收显示模块录入的指令，根据所述程序模块产生的所述配电网模型并调入所述数据模块内的拓扑数据进行仿真计算，仿真计算结果发送至数据模块存储并发送至显示模块的显示界面进行显示；开关统计模块：连接所述仿真操作开关，对一个周期内不同合环时刻进行逐个时间点的混合仿真，给出冲击电流值的变化区间，统计得到最大合环冲击电流的数据，数据发送至数据模块存储并在显示模块显示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，余红，王发义，魏丽芳，任国威，邹卫美，芦晶晶，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网河南省电力公司信阳供电公司，中国电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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