本發(fā)明涉及仿真領(lǐng)域，具體而言，涉及一種輸電線路的仿真方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)對(duì)能源需求的增長(zhǎng)和發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步，電力網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜，運(yùn)行難度也越來(lái)越大。電力系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，高壓遠(yuǎn)距離電力系統(tǒng)也逐漸增多，而高壓電力系統(tǒng)分布范圍廣，穿越的地區(qū)地形復(fù)雜，如果能夠快速、準(zhǔn)確地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，就能從技術(shù)層面對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供可靠的支撐，具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此電力系統(tǒng)分析和仿真技術(shù)成為了電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行、分析和改造等過程不可缺少的工具和手段。

現(xiàn)有技術(shù)中存在多種仿真軟件以用于解決電力系統(tǒng)問題，例如，能夠仿真任何含有(三相)電源、電阻、電容、電感、開關(guān)、變壓器、遠(yuǎn)程輸電線等原件構(gòu)成的電路的atp仿真軟件。由于所有的仿真軟件開發(fā)都是在離散時(shí)域、以離散的間隔(時(shí)間步長(zhǎng)δt)進(jìn)行仿真，不能連續(xù)地仿真暫態(tài)過程。因此產(chǎn)生的截?cái)嗾`差會(huì)產(chǎn)生積累效應(yīng)，導(dǎo)致最終的仿真結(jié)果偏離真實(shí)值，如何確定輸電線路的仿真模型以使電力系統(tǒng)的仿真結(jié)果更準(zhǔn)確成為需要解決的技術(shù)問題。

針對(duì)相關(guān)技術(shù)中輸電線路的仿真結(jié)果不能準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種輸電線路的仿真方法和裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中輸電線路的仿真結(jié)果不能準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種輸電線路的仿真方法，該方法包括：確定輸電線路中負(fù)載的類型；依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型；確定電路模型的電流電壓關(guān)系式；通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果。

進(jìn)一步地，確定電路模型的電流電壓關(guān)系式包括：對(duì)電路模型中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載進(jìn)行分析得到節(jié)點(diǎn)方程；基于電路模型中各電流源的遞歸關(guān)系與節(jié)點(diǎn)方程確定電路模型的電流電壓關(guān)系式。

進(jìn)一步地，通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果包括：確定暫態(tài)仿真條件，其中，暫態(tài)仿真條件包括時(shí)間步長(zhǎng)；通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式在預(yù)設(shè)仿真條件下進(jìn)行仿真，得到電路模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電流波形和/或暫態(tài)電壓波形。

進(jìn)一步地，通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果包括：通過不同的仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，對(duì)不同的仿真算法得到的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定電路模型的準(zhǔn)確度。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種輸電線路的仿真裝置，該裝置包括：第一確定單元，用于確定輸電線路中負(fù)載的類型；第二確定單元，用于依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型；第三確定單元，用于確定電路模型的電流電壓關(guān)系式；仿真單元，用于通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果。

進(jìn)一步地，第一確定單元包括：分析模塊，用于對(duì)電路模型中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載進(jìn)行分析得到節(jié)點(diǎn)方程；第一確定模塊，用于基于電路模型中各電流源的遞歸關(guān)系與節(jié)點(diǎn)方程確定電路模型的電流電壓關(guān)系式。

進(jìn)一步地，仿真單元包括：第二確定模塊，用于確定暫態(tài)仿真條件，其中，暫態(tài)仿真條件包括時(shí)間步長(zhǎng)；仿真模塊，用于通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式在預(yù)設(shè)仿真條件下進(jìn)行仿真，得到電路模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電流波形和/或暫態(tài)電壓波形。

進(jìn)一步地，仿真單元包括：對(duì)比模塊，用于通過不同的仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，對(duì)不同的仿真算法得到的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；第三確定模塊，用于根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定電路模型的準(zhǔn)確度、

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面，還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的程序，其中，在程序運(yùn)行時(shí)控制存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行本發(fā)明的輸電線路的仿真方法。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)方面，還提供了一種處理器，該處理器用于運(yùn)行程序，其中，程序運(yùn)行時(shí)執(zhí)行本發(fā)明的輸電線路的仿真方法。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過確定輸電線路中負(fù)載的類型；依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型；確定電路模型的電流電壓關(guān)系式；通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果，解決了相關(guān)技術(shù)中輸電線路的仿真結(jié)果不能準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了使輸電線路的仿真結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)效果。

附圖說明

此處所說明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的輸電線路的仿真方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的輸電線路的離散時(shí)域模型的示意圖；

圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的帶有感性負(fù)載的輸電線路的連續(xù)時(shí)域模型與離散時(shí)域模型轉(zhuǎn)換的示意圖；

圖3b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的帶有容性負(fù)載的輸電線路的連續(xù)時(shí)域模型與離散時(shí)域模型轉(zhuǎn)換的示意圖；

圖4a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)的示意圖；

圖4b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)的示意圖；

圖4c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)的示意圖；

圖4d是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)的示意圖；

圖5a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的輸電線路的離散時(shí)域模型電路的示意圖；

圖5b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的輸電線路的離散時(shí)域模型電路的示意圖；

圖6a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖6b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖6c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖6d是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖7a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖7b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖7c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖7d是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖8a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖8b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖8c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖8d是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖9a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖9b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖9c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形示意圖；

圖9d是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一種可選的含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中的電流波形示意圖；

圖10a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)的實(shí)物連接示意圖；

圖10b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)的實(shí)物連接示意圖；

圖10c是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)的實(shí)物連接示意圖；

圖10d是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)的實(shí)物連接示意圖；

圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的輸電線路的仿真裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對(duì)象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤４送?，術(shù)語(yǔ)“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N輸電線路的仿真方法的實(shí)施例。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的輸電線路的仿真方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟s101，確定輸電線路中負(fù)載的類型：

在對(duì)輸電線路進(jìn)行仿真時(shí)，需要對(duì)輸電線路進(jìn)行建模，在建模之前，需要確定輸電線路中的負(fù)載類型，在輸電線路中的負(fù)載可能是容性負(fù)載或感性負(fù)載，在對(duì)輸電線路進(jìn)行建模時(shí)，不同的負(fù)載類型建立的模型不相同。

步驟s102，依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型：

在確定輸電線路中負(fù)載的類型之后，依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型。仿真方法通常無(wú)法模擬輸電線路的連續(xù)狀態(tài)，需要模擬輸電線路在離散時(shí)域下的狀態(tài)，因此，需要依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型。

步驟s103，確定電路模型的電流電壓關(guān)系式：

在依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型之后，確定電路模型的電流電壓關(guān)系式。電路模型的電流電壓關(guān)系式能夠計(jì)算電路模型在不同參數(shù)條件下不同節(jié)點(diǎn)的電流參數(shù)、電壓參數(shù)。

可選的，確定電路模型的電流電壓關(guān)系式包括：對(duì)電路模型中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載進(jìn)行分析得到節(jié)點(diǎn)方程；基于電路模型中各電流源的遞歸關(guān)系與節(jié)點(diǎn)方程確定電路模型的電流電壓關(guān)系式。

步驟s104，通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果。

在確定電路模型的電流電壓關(guān)系式之后，通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果。

通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真需要確定仿真條件，在確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型之后，確定電路模型的暫態(tài)仿真條件，其中，暫態(tài)仿真條件至少包括時(shí)間步長(zhǎng)，在確定暫態(tài)仿真條件之后，通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式在預(yù)設(shè)仿真條件下進(jìn)行仿真，得到電路模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電流波形和/或暫態(tài)電壓波形。

可選的，還可以通過不同的仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，例如，通過第一種仿真算法和第二種仿真算法那對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，對(duì)不同的仿真算法得到的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定電路模型的準(zhǔn)確度。

該實(shí)施例通過確定輸電線路中負(fù)載的類型；依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型；確定電路模型的電流電壓關(guān)系式；通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果，解決了相關(guān)技術(shù)中輸電線路的仿真結(jié)果不能準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了使輸電線路的仿真結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)效果。

下面以具體應(yīng)用場(chǎng)景為例，對(duì)上述實(shí)施例提供的輸電線路的仿真方法的具體步驟進(jìn)行說明。

圖2所示為遠(yuǎn)程輸電線路離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換方式，其中，k和m兩節(jié)點(diǎn)代表了遠(yuǎn)程輸電線路兩端的節(jié)點(diǎn)。k點(diǎn)距離輸出端更近。其中zo是遠(yuǎn)程輸電線的特征阻抗。ikm(t-τ)和imk(t-τ)代表能夠產(chǎn)生延遲效應(yīng)的電流源。

電力系統(tǒng)中的負(fù)載類型可以是感性負(fù)載，也可以是容性負(fù)載，圖3a所示為感性負(fù)載的離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換方式，圖3a中左圖是連續(xù)時(shí)域模型電路圖，圖3a中右圖是離散時(shí)域模型電路圖。在感性負(fù)載的離散時(shí)域模型中，電流源hl和時(shí)間步長(zhǎng)有關(guān)，并且和一個(gè)阻值為2l/^△t的阻抗并聯(lián)。其中：^△t就是離散時(shí)域的時(shí)間步長(zhǎng)；圖3b所示為容性負(fù)載的離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換方式，圖3b中左圖是連續(xù)時(shí)域模型電路圖，圖3b中右圖是離散時(shí)域模型電路圖。在容性負(fù)載的離散時(shí)域模型中，電流源hc和時(shí)間步長(zhǎng)有關(guān)，并且和一個(gè)組織為^△t/2c的阻抗并聯(lián)。其中：^△t是離散時(shí)域的時(shí)間步長(zhǎng)。

如果電力系統(tǒng)由一個(gè)交流電源供電，需要得到該系統(tǒng)在0-20ms時(shí)間范圍內(nèi)，k和m兩節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電壓和流經(jīng)電感器的暫態(tài)電流波形圖。

含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)如圖4a所示，含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)如圖4b所示，含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)如圖4c所示，含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)如圖4d所示。

假設(shè)交流系統(tǒng)由一個(gè)交流電源供電，仿真條件為需要得到該系統(tǒng)在0-20ms時(shí)間范圍內(nèi)，k和m兩節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電壓波形圖。交流電源和遠(yuǎn)程輸電線之間存在一負(fù)載，其阻值為z0(ohms)。節(jié)點(diǎn)k和節(jié)點(diǎn)m之間是理想的遠(yuǎn)程輸電線，存在的參數(shù)包括其特征阻值z(mì)c，和延遲時(shí)間τ。節(jié)點(diǎn)m處連接了電感器，其大小為l＝100mh。為計(jì)算電壓暫態(tài)圖像，時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)為0.1ms。按照遠(yuǎn)程輸電線路和感性負(fù)載的離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換原理，該系統(tǒng)的離散時(shí)域模型電路如圖5a所示，按照遠(yuǎn)程輸電線路和容性負(fù)載的離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換原理，該系統(tǒng)的離散時(shí)域模型電路如圖5b所示，含有感性負(fù)載和容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中k節(jié)點(diǎn)、m節(jié)點(diǎn)與圖5a、圖5b中節(jié)點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)。

假設(shè)直流系統(tǒng)由一個(gè)直流電源供電，仿真條件為需要得到該系統(tǒng)在0-10ms時(shí)間范圍內(nèi)，k和m兩節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電壓波形圖。直流電源和遠(yuǎn)程輸電線之間存在一負(fù)載，其阻值為z0(ohms)。節(jié)點(diǎn)k和節(jié)點(diǎn)m之間是理想的遠(yuǎn)程輸電線，存在的參數(shù)包括其特征阻值z(mì)c，和延遲時(shí)間τ。節(jié)點(diǎn)m處連接了電感器，其大小為l＝100mh。為計(jì)算電壓暫態(tài)圖像，時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)為0.1ms。按照遠(yuǎn)程輸電線路和感性負(fù)載的離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換原理，該系統(tǒng)的離散時(shí)域模型電路如圖5a所示，按照遠(yuǎn)程輸電線路和容性負(fù)載的離散時(shí)域模型電路的轉(zhuǎn)換原理，該系統(tǒng)的離散時(shí)域模型電路如圖5b所示，含有感性負(fù)載和容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)中k節(jié)點(diǎn)、m節(jié)點(diǎn)與圖5a、圖5b中節(jié)點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)。

含有感性負(fù)載的離散模型電路中電流源的遞歸關(guān)系如下：

根據(jù)圖5a的電流關(guān)系，可得：

依據(jù)離散時(shí)域模型的等效電路圖中兩節(jié)點(diǎn)k和m，羅列節(jié)點(diǎn)方程：

是導(dǎo)納矩陣。導(dǎo)納矩陣中每個(gè)元素的大小為兩下角標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間連接阻抗值的倒數(shù)。因此，方程(5)變更為：

其中：zl＝2l/^△t

根據(jù)矩陣運(yùn)算法則可得到vk(t)和vm(t)的表達(dá)式。

通過matlab軟件編寫算法程序，并最終得到節(jié)點(diǎn)k和m的暫態(tài)電壓波形圖，以及流經(jīng)電感器的暫態(tài)電流波形圖。程序編寫原則正是依照公示(1)-(8)。設(shè)交流電流源的電壓為110kv，遠(yuǎn)程輸電線的特征阻值z(mì)c＝500ω，延遲時(shí)間為τ＝1.0ms，時(shí)間步長(zhǎng)^△t＝0.1ms，電抗器l＝100mh。交流電源和遠(yuǎn)程輸電線之間負(fù)載阻值z(mì)0為變量。這樣，其暫態(tài)電壓和電流波形圖就是參量z0的函數(shù)。程序如下：

該程序?yàn)槎x一個(gè)自變量函數(shù)，通過輸入不同的自變量參數(shù)z0，最終得到節(jié)點(diǎn)k和m的電壓暫態(tài)圖像，以及流經(jīng)電感器的暫態(tài)電流波形圖。設(shè)阻抗z0＝100ω，需要仿真電壓和電流波形圖，只需要將參量數(shù)值填入自定義函數(shù)位置即可，即：

trans_al(100)

得到含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖6a所示，以及流經(jīng)電感器的電流波形圖如圖6b所示。變更自變量z0。當(dāng)z0＝1000ω時(shí)，在matlab軟件中輸入trans_al(1000)，得到該負(fù)載狀態(tài)下的k和m兩節(jié)點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖6c所示，流經(jīng)電感器的電流暫態(tài)波形圖如圖6d所示。

含有容性負(fù)載的離散模型電路中電流源的遞歸關(guān)系如下：

根據(jù)圖5b的電流關(guān)系，可得：

羅列節(jié)點(diǎn)k和m的方程的過程與上述含有感性負(fù)載的離散模型電路中的過程相似，在此不再贅述，羅列方程之后，可以得到vk(t)和vm(t)的表達(dá)式，然后通過matlab軟件編寫算法程序，并最終得到節(jié)點(diǎn)k和m的暫態(tài)電壓波形圖，以及流經(jīng)電容器的暫態(tài)電流波形圖，得到含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)中在阻抗z0＝500ω時(shí)k和m兩點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖7a所示，流經(jīng)電容器的電流波形圖如圖7b所示，在阻抗z0＝5000ω時(shí)k和m兩點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖7c所示，流經(jīng)電容器的電流波形圖如圖7d所示。

對(duì)含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)和含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)的電流電壓關(guān)系式的確定過程與上述過程相似，在此不再贅述，得到含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)在阻抗z0＝50ω時(shí)k和m兩點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖8a所示，流經(jīng)電容器的電流波形圖如圖8b所示，在阻抗z0＝500ω時(shí)k和m兩點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖8c所示，流經(jīng)電容器的電流波形圖如圖8d所示；含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)在阻抗z0＝500ω時(shí)k和m兩點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖9a所示，流經(jīng)電容器的電流波形圖如圖9b所示，在阻抗z0＝5000ω時(shí)k和m兩點(diǎn)暫態(tài)電壓波形圖如圖9c所示，流經(jīng)電容器的電流波形圖如圖9d所示。

然而，通過matlab軟件編程的方法盡管能夠得到暫態(tài)曲線，但無(wú)法驗(yàn)證得到的曲線圖像是否正確。接下來(lái)，相同的過程通過atpdraw軟件進(jìn)行仿真，再次對(duì)該過程進(jìn)行模擬。含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)在atpdraw狀態(tài)下的實(shí)物連接圖如圖10a所示，含有容性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)在atpdraw狀態(tài)下的實(shí)物連接圖如圖10b所示，含有感性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)在atpdraw狀態(tài)下的實(shí)物連接圖如圖10c所示，含有容性負(fù)載的直流電力系統(tǒng)在atpdraw狀態(tài)下的實(shí)物連接圖如圖10d所示。

以對(duì)含有感性負(fù)載的交流電力系統(tǒng)通過atpdraw軟件進(jìn)行仿真為例，依照?qǐng)D5a所示的實(shí)際電路圖，通過atpdraw軟件進(jìn)行實(shí)物連接進(jìn)行暫態(tài)過程模擬，如圖10a所示。交流電壓源直接連接一控制開關(guān)，設(shè)開關(guān)閉合時(shí)間為t＝0ms。電源和節(jié)點(diǎn)k之間連接負(fù)載z0，遠(yuǎn)程輸電線通過元件linez實(shí)現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)m和接地端之間存在電感器l。在需要測(cè)量暫態(tài)電壓的k和m兩點(diǎn)，放置電壓探頭，并且在流經(jīng)電感器的位置連接電流探頭，以進(jìn)行圖像采集模擬。將對(duì)應(yīng)的參量輸入仿真圖像中對(duì)應(yīng)元件的參量位置，遠(yuǎn)程輸電線的參數(shù)設(shè)置為特征阻值500ohms，延遲時(shí)間0.001s，得到最終的暫態(tài)曲線與圖6a～圖6d所示的曲線相同。通過對(duì)兩種仿真算法得到的仿真波形圖像對(duì)比，通過matlab理論計(jì)算的圖像和通過atpdraw仿真得到的圖像，對(duì)比兩種仿真算法得到的波形圖的形狀或數(shù)值，分別確定兩種仿真算法相對(duì)于另一種仿真算法的參照準(zhǔn)確率。

該實(shí)施例提供的方法可以快速、準(zhǔn)確地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，能從技術(shù)層面對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供可靠的支撐，具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，該成果是在零投資、零成本的前提條件下，通過兩種手段實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真和模擬，仿真效果和功能相比較于bpa仿真技術(shù)，優(yōu)勢(shì)更為明顯。而仿真技術(shù)在支撐電網(wǎng)安全運(yùn)行中起到了至關(guān)重要的作用。因此，本發(fā)明為企業(yè)帶來(lái)的潛在利潤(rùn)是不可小覷的。本發(fā)明介紹的兩種仿真計(jì)算方法，其結(jié)果不僅驗(yàn)證無(wú)誤，而且其原理可實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模電網(wǎng)的仿真計(jì)算。這種科學(xué)的模擬電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的方法，其計(jì)算速度快，準(zhǔn)確性高，靈活性強(qiáng)，有助于提高電網(wǎng)運(yùn)行的智能化與自動(dòng)化水平，從技術(shù)層面對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供可靠的支撐。

需要說明的是，在附圖的流程圖雖然示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

本申請(qǐng)還提供了一種輸電線路的仿真裝置的實(shí)施例。

圖11是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的輸電線路的仿真裝置的示意圖，如圖11所示，該裝置包括第一確定單元10，第二確定單元20，第三確定單元30和仿真單元40。其中，第一確定單元，用于確定輸電線路中負(fù)載的類型；第二確定單元，用于依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型；第三確定單元，用于確定電路模型的電流電壓關(guān)系式；仿真單元，用于通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果。

該實(shí)施例通過第一確定單元，用于確定輸電線路中負(fù)載的類型；第二確定單元，用于依據(jù)負(fù)載的類型確定輸電線路的離散時(shí)域的電路模型；第三確定單元，用于確定電路模型的電流電壓關(guān)系式；仿真單元，用于通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，得到輸電線路的仿真結(jié)果，解決了相關(guān)技術(shù)中輸電線路的仿真結(jié)果不能準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)問題，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了使輸電線路的仿真結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映輸電線路的實(shí)際結(jié)果的技術(shù)效果。

進(jìn)一步地，第一確定單元包括：分析模塊，用于對(duì)電路模型中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載進(jìn)行分析得到節(jié)點(diǎn)方程；第一確定模塊，用于基于電路模型中各電流源的遞歸關(guān)系與節(jié)點(diǎn)方程確定電路模型的電流電壓關(guān)系式。

進(jìn)一步地，仿真單元包括：第二確定模塊，用于確定暫態(tài)仿真條件，其中，暫態(tài)仿真條件包括時(shí)間步長(zhǎng)；仿真模塊，用于通過仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式在預(yù)設(shè)仿真條件下進(jìn)行仿真，得到電路模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的暫態(tài)電流波形和/或暫態(tài)電壓波形。

進(jìn)一步地，仿真單元包括：對(duì)比模塊，用于通過不同的仿真算法對(duì)電流電壓關(guān)系式進(jìn)行仿真，對(duì)不同的仿真算法得到的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比；第三確定模塊，用于根據(jù)對(duì)比結(jié)果確定電路模型的準(zhǔn)確度、。

上述的裝置可以包括處理器和存儲(chǔ)器，上述單元均可以作為程序單元存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，由處理器執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的上述程序單元來(lái)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

存儲(chǔ)器可能包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的非永久性存儲(chǔ)器，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)和/或非易失性內(nèi)存等形式，如只讀存儲(chǔ)器(rom)或閃存(flashram)，存儲(chǔ)器包括至少一個(gè)存儲(chǔ)芯片。

上述本申請(qǐng)實(shí)施例的順序不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本申請(qǐng)的上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。

其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

另外，在本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本申請(qǐng)的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、移動(dòng)硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯拢€可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。