基于同步开关预判的半桥型VSC快速电磁暂态建模方法

现代电力系统存在大量的半桥型电压源变流器,采用传统电磁暂态仿真程序对其进行大规模仿真分析时,存在耗时高、效率低的问题.以半桥子电路为开关状态判断的基本单元,通过分析其开关状态变化时二极管的续流及关断过程,得出普适于半桥型电压源变流器的同步开关预判方法.该方法可在当前时步通过逻辑判断直接得出稳定的开关状态组合,消除了迭代计算.结合同步开关快速预判方法及内节点收缩方法构建了半桥型电压源变流器的快速仿真模型,通过对比仿真,验证了快速仿真模型具有与全详细化模型相当的仿真精度,且能有效减少仿真耗时,提高仿真效率.与全详细化模型相比,针对80模块固态变压器的快速仿真模型可加速20倍.     

基于序分量移频变换的三相交流系统宽频域电磁暂态仿真EI北大核心CSCD

随着电网暂态过程复杂度逐步提升,传统交流系统机电暂态仿真和电磁暂态仿真程序逐渐无法满足仿真精度和效率需求。该文在移频分析基础上,提出一种面向三相对称交流电网的序分量移频仿真方法。且特别提出了在节点分析框架下的CP-SCSFA模型,结合相/序分量移频分析模型,实现了三相对称交流系统的序分量移频分析仿真。通过IEEE39节点算例测试表明,所提模型和算法支持具备较宽的仿真步长选择范围,较传统电磁暂态仿真、传统移频仿真和机电暂态仿真具备显著的仿真精度和效率优势。     

应用有向图分层的控制系统暂态仿真并行算法及其GPU实现

随着基于变流器的电气接口和交直流混联技术的广泛使用,电网电磁暂态仿真中需对大规模复杂控制系统进行建模。采用细粒度并行方法可加速控制系统计算,提升电网电磁暂态仿真整体效率。文中提出了一种控制系统细粒度并行仿真算法,加速了图形处理器(GPU)计算平台上大规模控制系统仿真。首先,为构造面向GPU的多线程细粒度并行计算,将控制系统建模为由大量基本控制元件构成的有向图。进一步,对控制系统有向图进行分层,生成控制元件求解顺序,以利用GPU的分组细粒度并行实现控制元件的分层计算。最后,结合GPU的三层并行结构,通过优化线程结构和配置共享内存,将计算线程映射到GPU中的计算资源,最大化控制系统仿真的并行度。对分布式电源接入IEEE 13节点系统的仿真结果对比表明,所提出算法在保证电网电磁暂态仿真正确性的同时,可显著提高GPU计算平台上大规模、复杂控制系统的仿真速度,在硬件资源充足时,不存在仿真规模限制。     

基于GPU的大规模配电网电磁暂态并行仿真技术

随着分布式电源等复杂设备的接入,针对配电网暂态过程的分析逐步依赖详细建模和电磁暂态仿真。图形处理器(GPU)等细粒度并行计算设备可显著提升配电网的电磁暂态仿真效率。提出了一种基于GPU的并行仿真技术,在GPU中加速了对大规模配电网系统的电磁暂态仿真。首先,将配电网电磁暂态仿真的计算过程分为异构计算、同构计算和网络求解三部分,并分别建立了细粒度并行计算模型。其次,针对上述三种计算模型,分别设计了基于分层有向图的异构计算核函数,基于积和熔加计算的同构计算核函数以及基于矩阵运算的网络求解核函数,最终实现了完全基于GPU的配电网电磁暂态仿真。对大规模配电网算例的仿真结果表明,所提出的细粒度计算模型和仿真算法可在保证仿真精度的前提下,提升在GPU中进行大规模配电网仿真的效率。     

基于根匹配的移频电磁暂态建模与仿真

现有的大步长移频电磁仿真方法在仿真电网故障等非稳态情况时存在准确性问题。首先分析传统移频电磁暂态仿真方法在仿真非稳态工况时精度较差的原因。进一步,提出一种基于根匹配技术的改进移频电磁暂态仿真方法,并理论分析所提方法的精度优势。基于该方法,构建交流电网部分元件的根匹配–移频电磁暂态模型。最后,通过IEEE 39节点系统算例测试,验证所提根匹配–移频电磁暂态仿真方法的准确性。     

新型电力系统仿真应用软件设计理念与发展路径

文中归纳总结了新型电力系统新能源发电高渗透、电力电子设备高渗透的特性给电力系统仿真带来的挑战,提出了电力系统仿真应用软件的设计理念,即模型完备、建模准确、计算高效、场景全面、接口开放、服务灵活这6个方面;基于仿真是认识和改造新型电力系统的工具而非目的,以及仿真应适应新型电力系统背景下电力企业数字化转型需求的认知,指出了国产电力系统仿真应用软件的功能定位要从单纯的仿真工具向电力系统仿真应用软件开发平台和运行环境过渡,并提出了一条助力用户业务自动化、平台使用便捷化、应用开发生态化的发展路径。最后,通过介绍所研发的面向新型电力系统的仿真应用软件开发平台和运行环境——CloudPSS,展示了上述设计理念与发展路径对软件研发和推广的指导作用。     

面向新型电力系统的高性能电磁暂态云仿真技术

高性能电磁暂态仿真是新型电力系统安全运行的必备分析工具。受建模仿真能力、计算效率、扩展性等方面的限制,传统电磁暂态仿真工具难以适应新型电力系统的需求。为此,该文通过新型电力系统电磁暂态建模、高性能并行计算、开放性电磁暂态仿真平台构建等方面的创新,解决了现有电磁暂态仿真平台“大规模新型电力系统建模仿真难”、“仿真效率提升代价大”和“服务决策能力不足”3个技术难题,研发了面向新型电力系统的高性能电磁暂态云仿真平台,形成了共享、灵活的仿真体系。     

基于图注意力网络的配电网超分辨率量测生成方法

针对配电网中量测布局不均、精度不足等问题,提出了一种基于图注意力网络的配电网超分辨率量测生成方法。该方法可提高配电网状态量时空分辨率,且具有拓扑泛化能力,可适应配电网重构拓扑工况,以最小化量测采集实现配电网高精度状态感知。所提方法通过注意力机制学习节点电气状态量之间的关联关系,将潮流约束加入模型训练中并设计了模型训练所需的最小拓扑集,避免对训练样本数据的过拟合,提高生成模型泛化能力。最后,通过IEEE 33节点和IEEE 123节点标准配电网算例验证了所提方法的有效性。     

电力系统移频电磁暂态仿真原理及应用综述

高效、精确的电磁暂态仿真是支撑电力系统运行和控制的关键技术.为了解决传统电磁暂态仿真中速度和精度之间的矛盾,提出了移频电磁暂态仿真方法.文中对移频电磁暂态仿真理论的关键技术进行梳理并对其中存在的部分问题进行分析.首先,介绍移频电磁暂态仿真的原理.然后,依次对移频电磁暂态仿真中的3个关键点进行分析,包括复数信号的构造方法...