高精度A稳定隐式调谐Taylor级数法在电力系统中的应用

数值计算方法的稳定性和精度是判断一个算法优劣的重要指标。随着电力系统不断发展,对暂态稳定算法的稳定性和计算精度提出了更高的要求。隐式Taylor级数法具有良好的计算精度,但是稳定性比较差。为了提高隐式Taylor级数法的数值稳定性同时又不降低计算精度,本文通过改变隐式Taylor级数法参数的数值,得到了具有A稳定性的高精度隐式Taylor级数算法的计算格式。从理论上证明了在展开式为N阶时该隐式调谐Taylor级数法具有A稳定性同时计算精度也提高到2N阶,并对隐式调谐Taylor级数法的计算速度进行了分析。仿真结果表明该方法在高阶时仍可以保持良好的稳定性和计算精度,该方法可以使用较大的积分步长,能够适应较长动态过程仿真计算。     

多步高阶暂态稳定计算方法

基于高阶Taylor级数暂态稳定计算方法,并结合多步积分公式,提出了多步高阶暂态稳定计算方法。通过设计多步多导数的数值积分格式,增加了原方法的精度阶数,从而降低了导数递推的计算消耗。该方法保留了原Taylor级数法高阶数、大步长且结构简单易于实现等优点,并且能够方便地与单步Taylor级数法配合使用,从而在提高计算效率的同时保证了其灵活性。算例结果表明该方法简洁有效,为基于高阶Taylor展开技术的暂态稳定计算研究提供了新的发展。     

电力系统中长期过程动态仿真的组合积分算法

电力系统中长期过程具有非线性、强刚性的特点,其仿真时间框架长,与电力系统机电暂态过程相比,中长期过程对数值积分算法的数值稳定性、收敛性和计算效率的要求更高。针对此问题,将隐式梯形积分法和多步高阶隐式Taylor级数法进行组合,提出新的组合积分算法。在机电暂态过程采用隐式梯形积分法,在中长期过程采用多步高阶隐式Taylor级数法。算例仿真与分析结果验证了新组合积分算法的有效性和可行性。     

多步高阶隐式泰勒级数法暂态稳定计算

高阶泰勒级数法是一种优秀的快速暂态稳定算法,但由于其数值稳定域的限制,在进行多摆或更长时间的仿真计算时,高阶泰勒级数法的应用受到了局限。基于高阶泰勒级数法的高阶导数递推关系和多步高阶导数积分通式,提出了同时具有高阶数和大数值稳定域特性的暂态稳定时域仿真算法——多步高阶隐式泰勒级数法。所提方法保留了原泰勒级数法准确、快速、递推和编程简单的优点,同时其数值稳定域能够包含复平面的左半平面。算例结果表明方法简洁、准确,有效地改进了高阶Taylor级数法的数值稳定性。     

多步高阶隐式泰勒级数法暂态稳定计算

高阶泰勒级数法是一种优秀的快速暂态稳定算法,但由于其数值稳定域的限制,在进行多摆或更长时间的仿真计算时,高阶泰勒级数法的应用受到了局限.基于高阶泰勒级数法的高阶导数递推关系和多步高阶导数积分通式,提出了同时具有高阶数和大数值稳定域特性的暂态稳定时域仿真算法——多步高阶隐式泰勒级数法.所提方法保留了原泰勒级数法准确、快速、递推和编程简单的优点,同时其数值稳定域能够包含复平面的左半平面.算例结果表明方法简洁、准确,有效地改进了高阶Taylor级数法的数值稳定性.     

隐式Taylor级数暂态稳定计算变步长方法初探

隐式调谐Taylor级数暂态稳定算法是一种具有A稳定性的高精度时域仿真算法。为了进一步改善算法的性能,文中在该算法基础上利用其基于预估-校正迭代格式的特点对其暂态稳定计算步长进行动态控制。该方法充分利用其实现过程中迭代格式的特点,在不增加额外计算量的基础上实现了变步长算法。计算与分析结果表明,该步长的动态控制方法很好地利用了原算法具有A稳定性可进行大步长计算的特点,既保持了算法的高精度优点,又显著提高了计算速度,进一步提升了算法的实用价值。     

一种基于广域测量系统过程量测数据的快速暂态稳定预估方法

在高阶Taylor级数法暂态稳定计算方法的启发下,提出了一种以广域测量系统(WAMS)过程测量数据为基础的电力系统暂态稳定快速预估方法。该方法通过对高精度、高密度的WAMS过程测量数据进行插值或曲线拟合等数值运算,得到发电机转子角及角速度的高阶导数,从而利用Taylor级数展开式获得未来时刻的发电机转子角和角速度。理论分析和算例测试表明,该方法能够在数10ms内完成系统未来运行轨迹的预测,为电力系统暂态稳定在线应用提供了一种可行的实现方法。     

多维导数阶数控制的多步Taylor级数暂态稳定计算方法

为提高电力系统暂态稳定分析效率,本文提出了多维阶数控制的多步Taylor级数暂态稳定快速计算方法。该方法基于多步Taylor级数展开理论,针对不同时间常数的机组及不同积分时刻的机组转角状态量,根据时域仿真计算精度建立了转角状态量的高阶导数阶数差异化控制策略,并从理论上分析了忽略部分高阶导数对转角轨迹的影响。所提方法可实现状态变量时间和空间上的动态多维导数阶数控制,消除常规Taylor级数法暂态稳定分析的计算冗余。New England 10机39节点算例仿真验证了所提方法可灵活方便地实现Taylor级数法的时空多维阶数控制,能有效提高暂态稳定分析效率。     

采用动态多维阶数控制的暂态稳定计算方法

泰勒(Taylor)级数法暂态稳定计算中阶数的选取对提高计算效率有重要意义。在对常微分方程组数值求解方法进行分析的基础上,提出了暂态稳定计算中动态多维阶数控制的概念。在计算暂态稳定轨迹的过程中,根据各个状态变量的不同动态特性和计算精度约束,对时间常数不同的环节采用不同的阶数。基于该概念,实现了采用动态多维阶数控制的高阶Taylor级数暂态稳定计算方法,并对其有效性和计算精度进行了证明。算例分析结果表明,该方法有效提高了高阶Taylor级数法暂态稳定计算的解算效率,具有实用价值。     

可调谐的隐式Taylor级数暂态稳定算法的变步长研究

可调谐的隐式Taylor级数暂态稳定算法是在隐式Taylor级数法的基础上,通过合理设置参数位置及其大小得到的一种具有A稳定性和高精度特点的优秀暂态稳定分析算法。通过分析故障时发电机功角曲线的变化规律和定义曲线变化因子,并根据曲线变化因子不断调整步长,提出一种新的变步长方法,在满足计算精度的条件下,可进一步提高算法的计算效益。