微网仿真模型并行算法地研究

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1、独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手

2、段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要微网系统的实时仿真是当前电力领域的发展方向，具有十分重要的理论意义与工程应用价值。对微网系统进行实时仿真不仅能够帮助认知微网系统中快动态过程，而且为保护设备和控制装置提供良好的测试平台。围绕着微网仿真模型并行算法这一主题，本文主要对微网一次系统的模型建立和求解过程进行了研究。提出了基于节点分析的暂态仿真的基本框架，具体包括通过差分方法将

3、微网一次系统仿真模型转化为诺顿等效形式，并采用基于节点方程的电气系统的建模方法将系统转化线性方程组进行求解；给出了采用高斯消去法对线性方程组进行直接求解的方法，同时提出利用系数矩阵的稀疏性和对称性来提高求解速度；给出了非线性元件求解思路，包括补偿法和分段线性化方法。研究了适于微网系统仿真的元件模型与实现方法，对于分布式电源如光伏电池模型进行了简化，建立了方便易解的数学模型；对电力电子变流器采用详细模型的拓扑建模法，可以采用开关器件模型组合描述任何形式的电力电子装置；对于常规元件包括普通变压器、线路、普通开关、负荷以及

4、交流侧供电端也提出了相应的建模方法，特别的考虑了变压器励磁支路的磁滞饱和特性。为提高仿真速度，研究了微网系统仿真的并行算法，采用特殊的小步长模型对电力电子开关电路进行建模以提升仿真效率，对电气系统中的其它元件以及控制系统则采用常规步长进行仿真，二者通过接口变压器实现接口。在此基础上提出了基于传输线分网的并行多速率电磁暂态仿真算法，使得整个系统能够解耦并行求解。最后通过对一个小型低压光伏微网系统算例的建模与仿真，综合研究并验证了本文算法的正确性和有效性。关键词：微网；实时仿真；高斯消去法；稀疏性；并行算法；多速率Abs

5、tractAstheresearchhotspotofthecurrentelectricfield,theimplementationoftransientsimulationofthedistributedenergyresourcespoweredmicro-gridisconsideredtobeofgreatscientificandengineeringsignificance.Transientsimulationofmicro-gridisthefoundationtounderstandthefas

6、tdynamiccharacteristicsandtorevealthevariousrelatedtransientproblemsinthesystem.Aroundthethemeofthetheparallelalgorithmofmicro-gridsimulationmodel,amethodofestablishingandsolvinghybridmicro-gridsimulationsystemisproposedinthispaper.Nodalanalysisbasedelectromagn

7、eticsimulationmethodologyisproposed,includingthattheprimarysimulationmodelmicro-gridistransformedintoaNortonequivalentform,andthesystemistransformedintolinearequationsbytheuseofthemodelingmethodofelectricalsystembasedonthenodeequation.TheGausseliminationmethodi

8、sproposedtosolvethelinearequations.Atthesametimethesparsityandsymmetryofcoefficientmatrixisputforwardtoimprovethespeed.Thesolvingmethodofnonlinearelementsisproposed,includin