【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统电磁暂态仿真，并且更具体地，涉及一种电力系统电磁暂态仿真方法、装置、介质及设备。
技术介绍
1、目前，大电网全电磁暂态建模与仿真方法已取得初步突破，并在我国规模化新能源接入柔性直流、接入大区电网等仿真实践中得到应用，但是现有方法尚且无法有效支撑大电网安全稳定分析的需求。在复杂非线性时变元件建模及其组成的非线性局部网络求解方面，电力电子开关的引入将整个系统由连续系统转变为拓扑频繁变换的开关切换不连续系统，而避雷器、旋转电机等元件的非线性特性在数值仿真中则体现为模型参数的时变特性，在网络拓扑和参数时变过程中，如何避免数值振荡、保证数值仿真的高稳定性和计算求解的高效性，是一个涉及数值计算、矩阵分析、连续与离散系统分析的理论难题。大量的电力电子设备接入电力系统使得网络的节点导纳矩阵具有更加明显的时变特征。电力网络的解算过程中，随着网络拓扑以及元件参数发生变化，一方面emtp算法的计算结果容易发生数值振荡，另一方面高维节点导纳矩阵的重新求逆占据大量的运算时间。传统的电力网络解算方法主要基于线性系统的假设进行分析和设计，许多解算方法并不适用于非线性系统。因此，通常采用模型简化的方法进行非线性元件建模，但是如果采用补偿法模拟，将会引入一个步长的延迟，导致收敛性问题，如果采用分段线性化模拟，又容易引发数值振荡。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本申请提供一种电力系统电磁暂态仿真方法、装置、介质及设备。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种电力系统电磁暂态仿真方法
3、对电力系统电磁暂态仿真系统的静止非线性元件进行高阶线性拟合建模，确定静止非线性元件的高阶拟合模型；
4、将电力系统电磁暂态仿真系统的非线性元件构成非线性系统的多个局部网络，并基于离散分段牛顿-拉夫逊法对多个局部网络进行解算，确定非线性元件的迭代形式戴维南等效电路；
5、采用牛顿-拉夫逊法对高阶拟合模型以及迭代形式戴维南等效电路组成的电磁暂态仿真系统进行迭代求解，在静止非线性元件以及非线性元件的迭代解全部落在预先设定的分段之内的情况下，确定电磁暂态仿真系统的仿真结果。
6、可选地，对电力系统电磁暂态仿真系统的静止非线性元件进行高阶线性拟合建模，确定静止非线性元件的高阶拟合模型，包括：
7、使用t-s模糊模型实现静止非线性元件的高阶分段线性化拟合，得到使用多个线性函数组合完全表征非线性函数特征的高阶拟合模型。
8、可选地，使用t-s模糊模型实现静止非线性元件的高阶分段线性化拟合，得到使用多个线性函数组合完全表征非线性函数特征的高阶拟合模型，包括：
9、构建静止非线性元件的状态空间方程，状态空间方程为：
10、x′(t)＝ax(t)+bu(t)+dω(t)
11、y(t)＝cx(t)+bu(t)
12、式中，x(t)表示系统的状态变量，u(t)表示系统的输入变量，ω(t)表示系统的扰动，a、b、c、d表示构建状态空间方程的系数矩阵，系数矩阵由系统的参数决定；
13、根据系数矩阵a中非线性元素数量p和初始条件，确定p个预置变量及其取值范围；
14、根据t-s模型的权重计算函数确定每个预置变量θi(t)的权重，通过权重函数标准化方式确定q＝2p个线性工作点的成员函数hj(θi(t)),j＝1,2,...,q；
15、根据各个线性工作点的成员函数hj(θi(t)),j＝1,2,...,q以及a、b、c、d矩阵建立t-s模糊模型，确定高阶拟合模型。
16、可选地，基于离散分段牛顿-拉夫逊法对多个局部网络进行解算，确定非线性元件的迭代形式戴维南等效电路，包括：
17、使用分段线性化方法分别描述每个局部网络的伏安特性曲线；
18、将非线性系统的多个局部网络的伏安特性曲线通过端口等值，转化为戴维南等效电路。
19、根据本申请的另一个方面，提供了一种电力系统电磁暂态仿真装置，包括：
20、第一确定模块，用于对电力系统电磁暂态仿真系统的静止非线性元件进行高阶线性拟合建模，确定静止非线性元件的高阶拟合模型；
21、第二确定模块，用于将电力系统电磁暂态仿真系统的非线性元件构成非线性系统的多个局部网络，并基于离散分段牛顿-拉夫逊法对多个局部网络进行解算，确定非线性元件的迭代形式戴维南等效电路；
22、仿真模块，用于采用牛顿-拉夫逊法对高阶拟合模型以及迭代形式戴维南等效电路组成的电磁暂态仿真系统进行迭代求解，在静止非线性元件以及非线性元件的迭代解全部落在预先设定的分段之内的情况下，确定电磁暂态仿真系统的仿真结果。
23、根据本申请的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本申请上述任一方面所述的方法。
24、根据本申请的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本申请上述任一方面所述的方法。
25、从而，本申请提出了一种非线性时变局部网络的统一迭代解算方法，针对许多的非线性元件模型，采用了t-s模糊模型实现静止非线性元件的高阶分段线性化拟合，通过大量的线性函数组合完全表征这类元件的非线性函数特征，从而完成了非线性元件的模型简化与模型缩放，并且这种模型一般不会存在补偿法引入的一个步长的延时，也不会出现分段线性化方法引起的过冲问题，因此模型的数值稳定性和收敛性将会更好。此外，包含大量时变元件的非线性局部网络，由于非线性局部网络的仿真规模较大，并且网络的高维节点导纳矩阵重新求逆耗时严重，为了保证仿真的计算效率，采用基于分段牛顿-拉夫逊法的统一迭代求解方法，采用分而治之的学术思想，一方面可以加速仿真的计算，另一方面可以结合硬件减速的方式达到实时仿真的目的。
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1.一种电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对电力系统电磁暂态仿真系统的静止非线性元件进行高阶线性拟合建模，确定所述静止非线性元件的高阶拟合模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用T-S模糊模型实现所述静止非线性元件的高阶分段线性化拟合，得到使用多个线性函数组合完全表征非线性函数特征的高阶拟合模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于离散分段牛顿-拉夫逊法对多个所述局部网络进行解算，确定所述非线性元件的迭代形式戴维南等效电路，包括：
5.一种电力系统电磁暂态仿真装置，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一确定模块，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，拟合子模块，包括：
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第二确定模块，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-4任一所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电力系统电磁暂态仿真方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对电力系统电磁暂态仿真系统的静止非线性元件进行高阶线性拟合建模，确定所述静止非线性元件的高阶拟合模型，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用t-s模糊模型实现所述静止非线性元件的高阶分段线性化拟合，得到使用多个线性函数组合完全表征非线性函数特征的高阶拟合模型，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于离散分段牛顿-拉夫逊法对多个所述局部网络进行解算，确定所述非线性元件...
【专利技术属性】
技术研发人员：周鑫，张星，郭强，穆清，李亚楼，彭红英，彭丽，李壮，徐得超，田鹏飞，乔小敏，刘敏，徐树文，孙丽香，冷崇明，牛琳琳，程昱，何永菁，卓谷颖，王峰，陈绪江，张艳，王祥旭，徐翌征，李蕾，郑伟杰，王跃，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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