一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真方法及系统，包括：选取初始留数极点比值集合中第一个大于留数极点比值阈值的初始留数极点比值对应的目标元素；对目标元素的系数矩阵奇异值分解；对分解后第一奇异值矩阵中奇异值排序；根据第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第一阈值编号及第二阈值编号，判断二者是否相等；若相等，确定第一阈值编号对应的奇异值为最优模型降阶阈值并根据其进行架空线时域仿真；若不等，将编号大于第一阈值编号的奇异值置零，更新第二阈值编号。通过本发明专利技术方法确定的最优模型降阶阈值能够更好的适应不同的架空线建模问题，在抑制过大留数极点比值的前提下保留模型的精度，进而保证时域仿真的稳定性与精确性。

A time domain simulation method and system of overhead line based on optimal model reduction threshold

【技术实现步骤摘要】
一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真方法及系统
本专利技术涉及架空线
，特别是涉及一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真方法及系统。
技术介绍
架空线是重要的电力传输设备，如图3所示。在电力系统中除了用电设备和发电厂，其余都是由输电线路构成的电力网，所以输电线路在电力系统中有着不可替代的作用。因电力设备故障、雷击或操作不当而引起的过电压，其频率范围比系统正常运行的频率范围大很多，含有大量高频成分。因此在暂态计算当中，对架空线建立行波模型。行波模型将架空线上电压电流的变化视作波过程，入射波从架空线一端经时间τ传播到另一端，经反射又反向传播，而后在架空线两端不停反射，造成了架空线上各点电压电流的变化，如图4所示。行波模型用方程可简单表示为：ik(t)＝Yc(t)*vk(t)-2iki(t)(1)iki(t)＝H(t)*imr(t)(2)其中，t表示某一时刻，ik表示端口k的电流，vk表示端口k的电压，iki表示端口k的入射电流波，imr表示端口m的反射电流波，Yc表示架空线的特征导纳矩阵，H表示架空线的传播函数矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真方法，其特征在于，所述架空线时域仿真方法包括：/n利用矢量拟合方法，获取架空线频域传播函数矩阵中每个元素对应的初始留数极点比值集合；所述初始留数极点比值集合中包括多个初始留数极点比值；/n获取留数极点比值阈值；/n选取所述初始留数极点比值集合中的第一个大于所述留数极点比值阈值的初始留数极点比值对应的元素作为目标元素；/n在矢量拟合过程中获取所述目标元素对应的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行奇异值分解，得到所述目标元素对应的第一奇异值矩阵；/n将所述第一奇异值矩阵中的奇异值按照数值大小排序，并对排序后的奇异值根据顺序进行编号，获得第二奇异值矩阵；其中，最...

【技术特征摘要】
1.一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真方法，其特征在于，所述架空线时域仿真方法包括：
利用矢量拟合方法，获取架空线频域传播函数矩阵中每个元素对应的初始留数极点比值集合；所述初始留数极点比值集合中包括多个初始留数极点比值；
获取留数极点比值阈值；
选取所述初始留数极点比值集合中的第一个大于所述留数极点比值阈值的初始留数极点比值对应的元素作为目标元素；
在矢量拟合过程中获取所述目标元素对应的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行奇异值分解，得到所述目标元素对应的第一奇异值矩阵；
将所述第一奇异值矩阵中的奇异值按照数值大小排序，并对排序后的奇异值根据顺序进行编号，获得第二奇异值矩阵；其中，最大奇异值的编号为1，最小奇异值的编号为Nσ；Nσ表示所述第一奇异值矩阵中奇异值的个数；
根据所述第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第一阈值编号；
根据所述第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第二阈值编号；
判断所述第一阈值编号是否等于所述第二阈值编号，获得第一判断结果；
若所述第一判断结果为所述第一阈值编号等于所述第二阈值编号，确定所述第一阈值编号对应的奇异值为最优模型降阶阈值；
根据所述最优模型降阶阈值对应的降阶模型进行架空线时域仿真；
若所述第一判断结果为所述第一阈值编号不等于所述第二阈值编号，将所述第二奇异值矩阵中编号大于所述第一阈值编号的奇异值置零，得到第三奇异值矩阵；
根据所述第三奇异值矩阵确定所述目标元素对应的修改系数矩阵；
将所述第二阈值编号的值赋值给所述第一阈值编号；
根据所述修改系数矩阵计算所述架空线频域传播函数矩阵中每个元素对应的修改留数极点比值集合；所述修改留数极点比值集合中包括多个修改留数极点比值；
根据所述修改留数极点比值集合更新所述第二阈值编号，返回所述判断所述第一阈值编号是否等于所述第二阈值编号的步骤。


2.根据权利要求1所述的架空线时域仿真方法，其特征在于，所述在矢量拟合过程中获取所述目标元素对应的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行奇异值分解，得到所述目标元素对应的第一奇异值矩阵，具体包括：
在矢量拟合过程中，利用所述目标元素对应的极点确定所述目标元素对应的系数矩阵；
根据所述系数矩阵，采用公式A＝USVT进行奇异值分解，确定所述目标元素对应的第一奇异值矩阵；其中，A表示所述系数矩阵，S表示所述第一奇异值矩阵，U表示由奇异值所对应的特征向量组成的左奇异向量矩阵，V表示由奇异值所对应的特征向量组成的右奇异向量矩阵，VT表示矩阵V的转置。


3.根据权利要求1所述的架空线时域仿真方法，其特征在于，所述根据所述第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第一阈值编号，具体包括：
根据所述第二奇异值矩阵，采用公式nthreshold＝IL+α(IR+IL)+1确定第一阈值编号；其中，IL＝1，IR＝Nσ，α＝0.618，nthreshold表示所述第一阈值编号，nthreshold向下取整。


4.根据权利要求1所述的架空线时域仿真方法，其特征在于，所述根据所述第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第二阈值编号，具体包括：
根据所述第二奇异值矩阵，采用公式n′threshold＝IL+α(IR+IL)确定第二阈值编号；其中，IL＝1，IR＝Nσ，α＝0.618，n′threshold表示所述第二阈值编号，n′threshold向下取整。


5.根据权利要求4所述的架空线时域仿真方法，其特征在于，所述根据所述修改留数极点比值集合更新所述第二阈值编号，具体包括：
判断所述修改留数极点比值集合中的所述修改留数极点比值是否均小于所述留数极点比值阈值，获得第二判断结果；
若所述第二判断结果为所述修改留数极点比值集合中的所述修改留数极点比值均小于所述留数极点比值阈值，令IL＝n′threshold，返回所述根据所述第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第二阈值编号的步骤；
若所述第二判断结果为所述修改留数极点比值集合中存在任意一个所述修改留数极点比值大于所述留数极点比值阈值，令IR＝n′threshold，返回所述根据所述第二奇异值矩阵采用黄金分割法确定第二阈值编号的步骤。


6.一种基于最优模型降阶阈值的架空线时域仿真系统，其特征在于，所述架空线时域仿真系统包括：
初始留数极点比值集合获取模块，用于利用矢量拟合方法，获取架空线频域传播函数矩阵中每个元素对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛青宇，焦重庆，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11