电力系统动态仿真的一种改进迭代算法.pdfVIP

维普资讯 4 2 继 电器 Vo1．34 No．14 RELAY Ju1．16，2006 第加 3 0 4 6 卷年7 电力系统动态仿真的一种改进迭代算法 l 1 第月 4 6 期 日 王蕾 ，胡翔勇 ，李成善 ，哈恒旭 (1．山东理工大学电气与电子工程学院，山东 淄博 255049；2．三峡大学电气信息学院，湖北 宜昌443002) 摘要 ：基于电力系统动态仿真计算中微分方程与代数方程的交替迭代算法，提 出了一种新的混合式迭代解 法。该方法的基本原理是在延续了电力系统模块化建模及迭代算法特点前提下，将微分方程的求解方法多样 化。仿真结果证明，混合式迭代解法应用在电力系统动态仿真计算中，计算结果正确，突破了传统的电力系统 各模块计算时使用单一的数值解法的局限。 关键词：动态仿真； 交替迭代算法； 混合式 中图分类号：TM74 文献标识码：A 文章编号：1003-4897(2006)14-0042-04 组，分析电力系统动态行为也就是对这一组微分 一 0 引言 代数方程组进行数值求解，即DAE(Differentialand 电力系统暂态稳定问题是检验电力系统在遭受 AlgebraicEquationproblem)[23。 较大扰动后，各机组间能否保持同步 的运行状 dX dz一：f(x，’) 、(1) 态 ，并在此基础上研究解决影响电力系统不稳定 的因素和提高系统的稳定性的措施。由于电网实际 0：g(X，V) (2) 情况的限制，通常采用数字仿真的方法来进行分析 1．1 基本原理 研究。目前应用于电力系统稳定分析的数学方法通 电力系统时域仿真方法 (联立求解和交替解 常可分为联立解法和交替解法两大类。联立求解适 法)在各元件建模过程中是采用同一种建模差分方 用于各种隐式积分方程 ，求解的方法通常采用牛顿 法：在联立求解中动态元件采用隐式梯形差分法建 一 拉夫逊迭代法，即在求解过程中形成统一的Jaco— 模，交替解法中也是采用一种数值算法对动态元件 bian矩阵，计算修正量。这种方法具有不存在交接 进行差分，因此当有动态元件需要添加到原有的电 误差 、精度高且数值稳定性好、计算量大但收敛性 力系统中时，其元件建模必须与其他动态元件差分 好、可维护性和可扩展性差的特点。交替迭代解法 方法一致，这给模型灵活性方面带来不便。因此本 适用于隐式和显式积分方程 ，求解方法为首先预测 文尝试性地提出一种混合仿真方法，该方法的最大 某几个状态量，然后求得网络方程中所需的变量，求 特点是元件模型的建立可与其他元件不同，突破了 解网络方程得结果后校正预测量，直至预测量与校 传统的使用单一的数值方法的局限。所谓混合仿真 正量近似相等。交替迭代算法具有微分方程式和代 ． 方法，就是电力系统各动态元件可选用不同的数值 数方程式彼此独立，并可以独立选择方法、计算量相 方法建模，各动态元件的仿真步长可以相同，也可以 对减少、可维护性和可扩展性好的特点。 不同