技术摘要：
本发明公开一种用于电力系统实时仿真元件的构件化方法。利用构件化设计思想，将电力元件的电气特性、对外等效及内部电气量求解等部分封装为构件。并在构件的组合原理基础上提出了电力构件的组合。对于仿真系统中一些连接方式较为固定，或者研究人员只关注其外部特性的  全部
背景技术：
电力系统实时仿真是实现新型二次设备硬件在环实验、对电力系统工作人员进行 技术培训的基础，实现电力系统实时仿真具有十分重要的理论意义与工程应用背景。 状态变量法与节点电压法是两种经典的仿真求解方法。状态变量法通过预测校正 法对各微分方程隐式地求解，在算法的选择上具有较大灵活性，并且对非线性元件的求解 准确性较高，但计算效率较低并且不能灵活切换仿真步长。而节点电压法根据电力系统中 基本元件的电压电流关系采用数值积分法将微分方程等值为对应的伴随电路模型，并通过 节点电压法对线性电路求解，最后得到各节点的瞬时电压值。其特点是，仿真效率高且准确 性高，同时可以保证良好的数值稳定性，已经成为电力系统实时仿真的主流算法。 但现有的用于电力系统实时仿真的节点电压法存在一大缺陷：在电力系统中，存 在大量由一些基本电力元件以固定形式组成的单元，例如由隔离开关、断路器、电流互感器 等组成的进线(出线)间隔单元，由线路、短路故障、断线故障等组成的可设置故障的线路单 元，由变压器、接地刀闸、放电间隙等组成的变压器单元，由发电机、电流互感器、电压互感 器、隔离开关、断路器等组成的发电机单元等。如果把每个元件都单独计算将会大大增加网 络方程的维数，从而增加求解的计算量，增大了仿真时间，不利于实现实时仿真。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种设计合理、能有效减少网 络方程求解计算量，从而提高电力系统实时仿真效率的电力系统实时仿真元件的构件化方 法。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种用于电力系统实时仿真元件的构件化方法，包括以下步骤： (1)根据用户所给的原始参数，计算实时仿真所用的仿真参数； (2)用差分化方法将电力元件差分化，并通过YU＝I的方程描述电力元件等效后的 仿真模型，其中Y为电力元件的等效节点导纳矩阵，U为节点电压向量，I为节点注入电流向 量； (3)判断电力元件是否有内部节点，如果有，则运用高斯消元法消除内部节点，只 保留外部节点；如果没有，则不用消去； (4)得到电力元件的对外等效电路，对外等效电路即为电力构件的对外接口； (5)对已构件化的电力系统实时仿真元件进行组合；得到组合后的电力构件。 进一步的，步骤(5)具体包括以下步骤： (502)对组合单元中的各仿真元件进行构件化，得到相应的电力构件； 3 CN 111581738 A 说　明　书 2/8 页 (502)通过对应的连接关系对单个电力构件进行组合，并依据对应的节点导纳矩 阵消去该组合构件的内部节点，只保留对外等效节点。 进一步的，将电力构件组合成为组合型电力构件后，能够通过修改组合型电力构 件特有的用户参数来间接修改子构件的用户参数。 进一步的，组合型电力构件的操作事件和连接机制完全等同于一个普通的电力构 件，能够正常参与电气系统的运算。 与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是： 1、将电力元件构件化消去电力元件内部节点，对电力元件进行内部等效后只剩边 界节点，降低了网络方程的维数，减少了求解网络方程时的串行度。 2、将构件化后的电力元件进行组合，进一步减少了仿真所计算的节点，提高了仿 真计算的速度以及仿真系统的灵活性和可扩展性。 3、在仿真建模过程中，电力构件对应的对外等效、内部求解以及连接方式等均被 封装为构件的固有属性和方法，研究人员只需根据电力构件规定的用户参数进行参数设置 即可，无需进行仿真程序的编写。 4、将电力构件组合成为组合型电力构件后，可以通过修改组合型电力构件特有的 用户参数来间接修改子构件的用户参数。组合型电力构件的操作事件和连接机制完全等同 于一个普通的电力构件，可以正常参与电气系统的运算。对于开发人员而言，不必掌握组合 型电力构件内部的具体结构和原理，只需关注组合型电力构件的外部特性即可。组合构件 的这些特性使得构件的封装性更加严密，避免了使用者对大量构件进行繁琐的操作，同时 也有利于整个系统的维护和拓展。 附图说明 图1是本发明的电力元件构件化原理图； 图2是本发明的三相阻感负载电路图； 图3是本发明的三相阻感负载诺顿电路图； 图4是本发明的消去内部节点后三相阻感负载等效电路图； 图5是本发明的组合型电力构件原理图； 图6是本发明的可配置系统电源结构图； 图7是本发明的可配置系统电源仿真图； 图8(a)至图8(d)分别是本发明的可配置系统电源各子构件仿真模型图；8(a)至图 8(d)分别为三相系统电源、三相断路器1、三相阻感负载和三相断路器2。 图9是本发明的可配置系统电源消去内部节点后组合构件等效电路； 图10是本发明的多层次组合构件原理图。