(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211080156.6 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 国家电网有限公司华 东分部 地址 200120 上海市浦东 新区浦东 南路882 号 (72)发明人 吴攀　徐昊　曹路　李彗星　韩俊　 丁浩寅　范栋琦　丁佳立　闻旻　 徐峰　何红玉　栾伟杰　 (74)专利代理 机构 上海思微知识产权代理事务 所(普通合伙) 31237 专利代理师 顾丹丽 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) H02J 3/00(2006.01)G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 新能源电力系统的细粒度与多速率仿真方 法、 系统及终端 (57)摘要 本发明提供一种新能源电力系统的细粒度 与多速率仿真方法、 系统及终端， 首先构建常规 动态系统细粒度模型、 快速动态系统细粒度模型 和网络接口模型； 其次根据预设获取规则， 获取 常规动态系统细粒度模型、 快速动态系统细粒度 模型和网络接口模型的仿真初始数据； 随后利用 仿真初始数据， 完成常规动态系统细粒度模型、 快速动态系统细粒度模型和网络接口模型之间 的多速率并行求解和细粒度并行求解； 重复进行 直至完成仿真过程。 本发明提供的新能源电力系 统的细粒度与多速率仿真方法， 降低了求解复杂 度， 实现了全局细粒度求解和具有不同时间尺度 的常规动态系统、 快速动态系统的多速率 求解。 权利要求书5页 说明书21页 附图8页 CN 115408870 A 2022.11.29 CN 115408870 A 1.一种新能源电力系统的细粒度与多速率仿真方法， 其特 征在于， 包括： 构建系统仿真求解模型， 所述系统仿真求解模型解耦后包括常规动态系统细粒度模 型、 快速动态系统细粒度模型和网络 接口模型； 根据预设获取规则， 获取所述常规动态系统细粒度模型、 所述快速动态系统细粒度模 型和所述网络 接口模型的仿真初始数据； 利用所述仿真初始数据， 以不同仿真步长和插值方法完成所述常规动态系统细粒度模 型、 所述快速动态系统细粒度模型和所述网络 接口模型之间的多速率并行求 解； 根据预设处理规则， 利用所述仿真初始数据， 为所述常规动态系统细粒度模型、 所述快 速动态系统细粒度模型和所述网络接口模型分别配置预设数量的处理线程以进行细粒度 并行求解； 根据所述细粒度并行求解结果和所述多速率并行求解结果， 更新所述仿真初始数据， 重新进行所述常规动态系统细粒度模型、 所述快速动态系统细粒度模型和所述网络接口模 型的多速率并行求 解和细粒度并行求 解， 依此循环， 直至 完成仿真过程。 2.如权利要求1所述的一种新 能源电力系统的细粒度与多速率仿真方法， 其特征在于， 所述构建系统仿真求 解模型， 包括： 构建解耦后的所述常规动态系统细粒度模型、 所述快速动态系统细粒度模型和所述网 络接口模型； 其中， 所述网络接口模型根据 所述常规动态系统细粒度模型和快速动态模型的电流更 新结果进行求 解； 所述常规动态系统细粒度模型和所述快速动态系统细粒度模型通过所述网络接口模 型的接口电容电压实现独立的细粒度并行求解， 并且能够以不同的仿 真步长进行多速率并 行求解； 所述快速动态系统细粒度模型的出口处设有电容支路， 将所述电容支路作为所述快速 动态系统细粒度模型与所述常规动态系统细粒度模型的所述接口电容， 以及将所述接口电 容等效为所述快速动态系统细粒度模型与所述常规动态系统细粒度模型所在支路上的受 控电压源； 其中， 所述常规动态系统细粒度模型和快速动态系统细粒度模型根据所述受控 电压源的电压更新结果， 能以不同的仿真步长进行多速率并行求 解； 将所述网络接口模型所在的电容支路等效为所述网络接口模型所在节点上的受控电 流源； 其中， 所述网络接口模型根据所述常规动态系统细粒度模型和所述快速动态系统细 粒度模型的所述受控电流源的电流更新结果进行多速率并行求 解。 3.如权利要求2所述的一种新 能源电力系统的细粒度与多速率仿真方法， 其特征在于， 所述常规动态系统细粒度模型、 所述快速动态系统细粒度模型和所述网络接口模型内分别 包括数个节点和数个支路； 所述根据预设获取规则， 获取 所述系统仿真求 解模型的仿真初始数据， 包括： 获取所述系统仿真求解模型的接口电容参数、 节点参数、 支路参数、 电机参数以及新 能 源电力系统参数， 并以此形成所述仿真系统的接口电容参数矩阵、 节点参数矩阵、 支路参数 矩阵、 电机参数矩阵以及新能源电力系统参数矩阵； 根据所述节点参数矩阵和所述支路参数矩阵， 获取所述系统仿真求解模型的潮流参 数， 并得到所述系统仿真求 解模型的各个所述节点及各 条所述支路的潮流数据；权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115408870 A 2根据所述潮流数据， 获取所述系统仿真求解模型的负荷节点的恒阻抗模型参数， 并将 所述负荷节点的恒阻抗参数添加到所述节点参数矩阵和所述支路参数矩阵的预设位置， 形 成新的节点参数矩阵和新的支路参数矩阵， 同时根据所述潮流数据， 初始化所述常规动态 系统细粒度模型中同步电机的电压电流向量； 根据所述接口电容参数矩阵及所述接口电容的节点电压求解方程， 对所述网络接口模 型所需数据进 行初始化操作， 得到所述网络接口模型节点电压求解所需的系数矩阵和仿真 初始数据， 并进行 预存储； 根据所述电机参数矩阵、 所述新的节点参数矩阵、 所述新的支路参数矩阵以及常规动 态系统细粒度模型中输电网络部分的电气方程、 同步电机的电气方程， 求解并预存储常规 动态系统细粒度模型的系数矩阵， 得到常规动态系统细粒度模型求解所需的仿真初始数 据， 并进行 预存储； 根据所述新能源电力系统参数矩阵以及快速动态系统细粒度模型中永磁同步电机的 电气方程、 主电路的电气方程、 网侧变换器控制系统的电气方程和机测变换器控制系统的 电气方程， 求解并预存储快速动态系统细粒度模型 的系数矩阵， 得到所述快速动态系统细 粒度模型求 解所需的仿真初始数据， 并进行 预存储。 4.如权利要求3所述的一种新 能源电力系统的细粒度与多速率仿真方法， 其特征在于， 所述预设处 理规则， 包括： 根据所述快速动态系统细粒度模型、 所述常规动态系统细粒度模型和所述网络接口模 型的细粒度并行求解的复杂度分配处理线程的数量， 所述快速动态系统细粒度模型、 所述 常规动态系统细粒度模型和所述网络接口模型在各自分配的所述处理线程上进行各模型 之间及各模型内部之间的细粒度并行求 解。 5.如权利要求4所述的一种新 能源电力系统的细粒度与多速率仿真方法， 其特征在于， 所述常规动态系统细粒度模型、 快速动态系统细粒度模型和所述网络接口模型之 间的多速 率并行求 解， 包括： 利用所述常规动态系统细粒度模型、 快速动态系统细粒度模型和所述网络接口模型的 所述仿真初始数据， 分别对所述系统仿真求解模型 的常规动态系统细粒度模型、 快速动态 系统细粒度模型和网络接口模型进行下一仿真步的电压电流更新； 且主同步时刻以满足系 统误差需求的最大仿真步长对所述常规动态系统细粒度模型的待求参数进 行更新， 且非同 步时刻以插值方法对常规动态系统细粒度模型的待求参数进 行更新， 而 快速动态系统细粒 度模型与网络 接口模型以其所能接受的最大仿真步长对其待求 参数进行 更新。 6.如权利要求5所述的一种新 能源电力系统的细粒度与多速率仿真方法， 其特征在于， 所述快速动态系统细粒度模型、 所述常规动态系统细粒度模型和所述网络接口模型在各自 分配的所述处 理线程上进行 各模型之间及各模型内部之间的细粒度并行求 解， 包括： 所述常规动态系统细粒度模型中的输电网络， 通过处理器实现其各个所述节点和各条 所述支路的细粒度并行求解， 并获得下一仿真步输电网络电压电流的更新结果； 且所述常 规动态系统细粒度模型中的同步电机基于处理器采用直接LU分解法实现同步电机之间和 同步电机内部的细粒度并行求 解， 并获得 下一仿真步同步电机电压电流的更新结果； 所述快速动态系统细粒度模型的主电路， 通过所述处理器实现其各个所述节点和各条 所述支路的细粒度并行求解， 并获得下一仿真步主电路的电压电流的更新结果， 且所述快权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115408870 A 3