(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 202210850925.X (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 南京航空航天大 学 地址 211106 江苏省南京市江宁区将军大 道29号 (72)发明人 陈鹏伟　卢亮　刘念　李欢　 (74)专利代理 机构 江苏圣典律师事务所 32 237 专利代理师 苏一帜 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) H02J 1/00(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种动态相量表征的直流电力系统随机暂 态分析方法 (57)摘要 本发明实施例公开了一种动态相量表征的 直流电力系统随机暂态分析方法， 涉及了直流电 力系统的电力电子化领域， 能够反应源 ‑荷随机 激励条件下引起的系统特性和多速率仿真， 平衡 精度与效率的矛盾。 本发明包括： 获取直流电力 系统参数， 并设置初始参数； 获取直流电力系统 中的两类集总元件的电路模型； 建立直流电力系 统中的换流站的动态相量模型， 并得到换流站的 动态伴随 电路； 利用两类集总元件的电路模型， 和换流站的动态伴随电路， 建立直流电力系统的 模型； 获取所述直流电力系统的节点电压方程； 根据换流站的开关函数的变化情况， 更新节点导 纳矩阵和注入电流向量； 将直流电力系统的模型 输出的动态相量 转换为瞬时值。 权利要求书3页 说明书13页 附图7页 CN 115438461 A 2022.12.06 CN 115438461 A 1.一种动态相量表征的直 流电力系统随机暂态分析 方法， 其特 征在于， 包括： S1、 获取直流电力系 统参数， 并设置初始参数， 其中， 所述直流电力系 统参数用于表示 直流电力系统的结构； S2、 获取所述直流电力系统中的两类集总元件的电路模型， 其中， 所述直流电力系统中 的两类集总 元件包括： 参数迁移集总 元件和确定性集总 元件， 所述两类集总 元件的电路模 型， 包括： 参数迁移集总元件的动态伴随电路和 确定性集总元件的伴随电路； S3、 建立所述直流电力系统中的换流站的动态相量模型， 并得到所述换流站的动态伴 随电路； S4、 利用S2中得到的两类集总元件 的电路模型， 和S2中得到的所述换流站的动态伴随 电路， 建立所述直流电力系统的模型， 所述直流电力系统的模型， 包括了： 所述直流电力系 统的动态伴随电路、 节点 导纳矩阵和注入电流向量； S5、 获取所述直流电力系统的节点电压方程， 其中， 节点的电压模型为GU＝I， U表示节 点电压相量， G表示t时刻临时导纳矩阵， I表示t时刻临时注入电流向量； S6、 根据所述换流站的开关函数的变化情况， 更新所述节点 导纳矩阵和注入电流向量； S7、 将所述直流电力系统的模型输出的动态相量转换为瞬时值， 作为所述直流电力系 统的随机动态分析 结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 在所述 步骤S1中包括： 所述直流电力系统参数， 包括： 所述直流电力系统中的电路节点、 电路元件参数和换流 站参数； 所示初始参数， 包括： 时间t、 步长Δt、 总时长T、 注入电流向量初始值和动态相量阶数 k， 其中： 初始时刻时t＝0； k∈N， 当k＝0， 表示对系统的直流量进行分析， 取当k≠0时， 表示对所述直流电力系统 的k阶谐波 进行分析。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤S2包括： 确定所述直流电力系统中的参数迁移元件和确定性元件， 其中， 若元件的参数固定不 变则属于确定性元件， 若元件的参数 是时变的则属于参数迁移元件； 对确定性元件采用隐式梯形法进行差分建模， 对参数迁移元件采用Milstein格式进行 差分建模； 分别利用确定性元件和参数迁移元件的建模结果， 得到参数迁移集总元件的动态相量 形式的动态伴随电路和确定性集总元件的动态相量形式的伴随电路， 集总元件的类型包括 了： 电阻、 电容和电感。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3包括： 建立所述换流站的开关函数模型， 并将所述开关函数模型转换为所述换流站的动态相 量模型； 对所述换流站的动态相量模型中的参数迁移元件和确定性元件， 分别采用隐式梯形法 和Milstein格式进行差分 建模， 得到所述换流站的动态相量形式的动态伴随电路。 5.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 确定性集总元件的动态相量形式的伴随电权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438461 A 2路为： 表示RL支路的等效导纳， 表示在n时刻的RL支路电压 的k阶动态相量， n表示t时刻， k表示动态相量阶数； 是RL支路的历史电流源。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 包括： 表示RL支路的等效导纳， 表示 在n‑1时刻的电感电压的k阶动态相量， j表示复数的单位， L表示确 定性电感， R表示确定性 电阻， Δt 表示时间步长， ωs表示角频率。 7.根据权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述参数迁移集总元件的动态相量形式的 动态伴随电路为： 和 分别是电感的电压和电容的电压， 和 分别是随机迁移电感和电容的等效导纳， 和 分别是随机迁移电感和电容 的历史电流源； 和 是随机迁移电感和电容的随机电流源， n表示t时刻， 表示电感 电流， 表示电容电流。 8.根据权利要求7 所述的方法， 其特 征在于， 包括： 其中， n对应t时刻， Ln为时刻t的参数迁移电感， 为时刻t的参数迁移电感预估值， α， β 分别代表随机微分方程(SDE)的偏移过程和扩散过程， Δt表示时间步长， j表示复数的单 位， k表示动态相量阶数， ωs表示角频率， 表示对应t ‑Δt时刻的电感电流， ΔWn‑1表示标 准Wiener过程中n ‑1时刻的增量， 为时刻t参数迁移电感预估值， Cn为时 刻t的参数迁移电感， 表示对应t ‑Δt时刻的电容电压 。 9.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 在所述 步骤S6中包括： 若所述换流站 的开关函数发生变化， 则修正节点导纳矩阵， 之后调取各节点电压和支权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438461 A 3