2.2.2小步长开关算法
直流电网中含有大量的高频换流器,仿真步长很小,一般为1~5μs,仿真速度很慢。本文在APDSS软件使用小步长开关仿真算法。小步长开关算法使用电感代表on状态,使用电容或者电容与电阻的串联代表off状态。当仿真步长足够小时,在电磁暂态仿真算法中这两者的等值导纳相同,不需要修改导纳阵;2种状态的区别就在于附加注入电流源的不同。因为不需要修改电磁暂态仿真算法中的网络矩阵,计算负担大大下降,仿真效率显著提升。
2.2.3并行仿真算法
直流电网电磁暂态仿真计算量大,为了扩大仿真规模,满足实时仿真的要求,需要采用并行仿真。计算机数据的在线协调和调度机制决定了并行仿真的硬件技术。电力系统仿真软件接口算法决定了并行计算的软件准确性。现有的并行接口算法主要有长输电线路解耦法和节点分裂法。长输电线路解耦法利用波动方程和贝杰龙方法描述长距离输电线路,当仿真计算步长Δt不大于波在线路上的传输时间τ时,在每个计算时刻t,可将长距离输电线路两端的网络自然解耦。它的局限性在于:系统分网需要利用长输电线路分布参数,缺少普遍性。
ADPSS软件提出的节点分裂法在边界点处将网络一分为二,得到每个子网络的导纳矩阵和边界节点的关系矩阵。对导纳矩阵和节点关系矩阵联合后得到的增广矩阵进行降阶,得到仅含边界节点联络电流的低阶矩阵。得到联络电流后,便可得出各个电磁暂态子网的节点电压。解出联络电流后,各子网之间相互独立,子网获取自己需要的联络电流,各子网的计算就可以独立、并行地推进,提高计算速度。节点分裂法没有分网的限制,具有通用性,但是效率比长输电线路解耦法低。
2.2.4多速率混合仿真算法
直流电网同时存在着如快速开断电力电子元件的快动态过程和如汽轮机调速、电动汽车充电等的慢动态过程,可以将快动态过程和慢动态过程分别求解,进行多速率仿真。多速率仿真包括机电暂态和电磁暂态的混合仿真、小步长和大步长之间的电磁暂态混合仿真。
