The invention provides a variable step size constant impedance element with the model of components for electromagnetic transient simulation program can be modeled as Norton equivalence or Thevenin equivalent form, linear interpolation of the Norton equivalent or Thevenin equivalent in voltage and current, which has a constant impedance or admittance to the element with the model, to avoid change of admittance matrix to capture accurately the event time and suppress numerical shocks, greatly improving the computational efficiency; at the same time as the new element model obtained with the original element model has the same structure, in fact, we don't need to adjust the existing program structure, easy to implement.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在步长改变时具有恒定阻抗的元件伴随模型,可以用于仿真计算中的事件处理和数值震荡抑制,属于电力系统电磁暂态仿真以及计算机辅助电路分析技术等领域。
技术介绍
在电磁暂态仿真程序中,为了仿真电力电子设备等非线性元件,通常可以使用理想开关或分段线性化非线性电阻模拟;电磁暂态仿真程序需要有效地处理这些电力电子设备元件的状态改变所导致的事件。传统的电磁暂态仿真程序采用定步长仿真,而电力电子器件的动作时刻却可能落在仿真步之间,而对于电力电子器件的动作时刻的精确模拟很多情况下却是必要的。采用变步长可以方便地在电力电子器件的动作时刻插入仿真点,为了获得较好的数值稳定性,电磁暂态仿真程序通常会使用隐式的数值方法(常用梯形法),改变仿真步长会导致元件的伴随模型的导纳发生变化,这就需要重新形成系统方程的导纳阵,并重新进行LU分解,降低仿真的效率。为了解决这个问题,目前主流的电磁暂态仿真程序都是通过插值的方法在步长间插入仿真点:电磁暂态仿真程序依然使用固定的步长仿真,但是当发现某个器件在步长之间发生了事件时,通过线性插值得到事件发生时刻系统的状态。电磁暂态仿真程序通常会采用梯形法,梯形法虽然是A稳定的,但是却不是L稳定的;当系统中有快速的暂态过程的时候,如果仿真步长相对于暂态过程太大,非状态变量会产生围绕准确解来回震荡的现象。目前解决电磁暂态仿真程序数值震荡问题主要有两种方法:文献“NevilleWatsonandJosArrillaga,“PowerSystemElectromagneticTransientsSimulation”PublishedbyIns ...
【技术保护点】
一种恒定阻抗的变步长元件伴随模型生成方法,其特征在于:1)电磁暂态仿真和计算机辅助电路分析类程序中所有元件最终可以表示为诺顿等值或戴维南等值的形式,式(1)给出了以诺顿形式表示的伴随模型:i(t+Δt)=gu(t+Δt)+is(t) (1) 其中g为元件诺顿等值导纳,is(t)为元件的诺顿等值电流,它是根据系统当前已知的状态计算出来的。以元件的诺顿或戴维南等值为基础,通过对电压和电流进行线性插值构建新的伴随模型。2)对于t时刻到t+Δt时刻间的任何时刻t′∈(t,t+Δt],假定t′=t+kΔt,k∈(0,1] (2) 并假设电压和电流在t时刻到t+Δt时刻内是线性变换的,通过线性插值公式,可以得到t′时刻和t+Δt时刻电压及电流之间的关系如下:3)将(3)和(4)式代入(1),可以得到元件的新伴随模型如下:i(t′)=gu(t′)+kiS(t)+(1‑k)[i(t)‑gu(t)] (5) 其中新伴随模型的诺顿等值电流由(6)式给出i′S(t)=kiS(t)+(1‑k)[i(t)‑gu(t)] (6) 4)如果考虑到上一个时步历史电流、电压、电流之间具有如下的关系:ih ...
【技术特征摘要】
1.一种恒定阻抗的变步长元件伴随模型生成方法,其特征在于:1)电磁暂态仿真和计算机辅助电路分析类程序中所有元件最终可以表示为诺顿等值或戴维南等值的形式,式(1)给出了以诺顿形式表示的伴随模型:i(t+Δt)=gu(t+Δt)+is(t)(1)其中g为元件诺顿等值导纳,is(t)为元件的诺顿等值电流,它是根据系统当前已知的状态计算出来的。以元件的诺顿或戴维南等值为基础,通过对电压和电流进行线性插值构建新的伴随模型。2)对于t时刻到t+Δt时刻间的任何时刻t′∈(t,t+Δt],假定t′=t+kΔt,k∈(0,1](2)并假设电压和电流在t时刻到t+Δt时刻内是线性变换...
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