电力系统暂态稳定性仿真分析 毕业设计

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1、第1章系统仿真概论1.1概述1.1.1系统、模型与仿真系统一词最早见著于古希腊原子论创始人得谟克里克特的著作《世界大系统》一书。该书论述了关于系统的含义，戈登在总结前人思想的基础上，将系统定义为“按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有实体的集合或总和。现代工程建立系统该尤为重要，通过为工程建立系统的模型使得该系统在具体实施之前有充分的、量化的依据，减少在工程在实施过程中的风险，防止重复建设，通过模型对系统的各项经济指标和技术指标有充分的了解和认识，使资金的风险降低和有效利用，使工程不受被研究系统的规模和复杂性

2、的限制，保证被研究系统的安全，系统试验的经济性，可用于对未来系统的预测以及可持续发展以及合理利用方面都有积极的意义。人们在长期的研究与应用中，创造了适于不同对象研究分析要求的模型描述形式，Oren进行了总结，将模型形式加以分类如表1.1所示：模型描述变量的轨迹模型的时间集合模型形式变量范围连续离散空间连续变化模型空间不连续变化模型连续时间模型偏微分方程Ö常微分方程Ö离散（变化）模型离散时间模型差分方程ÖÖ有限状态机Ö马尔可夫链Ö连续时间模型活动扫描ÖÖ时间调度ÖÖ进程交互ÖÖ表1.1模型分类“建模——试验——分析”的

3、基础上，提出了“仿真是一种基于模型的活动”的定义，被认为是现代仿真技术的一个重要概念。实际上，随着科学技术的进步，特别是信息技术的迅速发展，“仿真”38的技术含义不断的得以发展和完善。无论哪种定义，仿真基于模型这一基本观点是共同的。综上所述，“系统、模型、仿真”这三者之间有着密切的联系。系统是研究的对象，模型是系统的抽象，仿真是通过对模型的试验以达到研究系统的目的。现代仿真技术均是在计算机支持下进行的，因此，系统仿真也称为计算机仿真。系统仿真有三个基本活动，即系统建模、仿真建模和仿真实验，联系这三个活动的是系统仿真的

4、三要素，即系统、模型、计算机（包括硬件和软件）。关系如图1.1所示。系统计算机模型系统建模仿真实验仿真建模图1.1系统、模型、计算机的关系现代仿真技术的一个重要进展是将仿真活动扩展到上述三个方面，并将其统一到同一个环境中。在系统建模方面，除了传统的基于物理学、化学、生物学、社会学等基本定律及系统辨识方面等方法外，现代仿真技术提出了用仿真方法确定系统的模型。仿真建模方面，除了适应计算机软硬件环境的发展而不断研究和开发出许多新算法和新软件外，现代仿真技术采用模型与试验分离技术，即模型和数据驱动（datadriven）。任

5、何一个仿真问题可分为两部分：模型与实验，这一点，现代仿真技术于传统的仿真定义是相同的。在仿真实验方面，现代仿真技术将实验框架与仿真运行控制区分开来。一个实验框架定义一组条件，包括：模型参数、输入变量、观测变量、初始条件、终止条件、输出说明。Oren将上述思想加以总结，提出了现代仿真技术的概念框架，如图1.2所示：系统仿真的一般步骤如图1.3所示：38仿真问题描述特定模型:参数模型参数值实验:实验框架仿真运行控制行为产生模型行为及处理模型行为(仿真数据)轨迹行为结构行为行为处理：分析、显示现代仿真技术的概念框架系统仿真

6、的一般步骤图1.2与1.3现代仿真技术的概念框架与系统仿真的一般步骤实际系统建模与形式化形式建模仿真建模程序设计仿真运行仿真建模校验可信否?正确否?仿真结果分析正确否?结束1.1.2系统仿真类型可以从不同的角度对系统仿真进行分类。比较典型的分类方法是：根据模型的种类分类；更具仿真所采用的计算机类型分类；根据仿真时钟与实时时钟的比例关系分类；根据系统模型的特性分类。1、根据模型的种类分类根据模型的种类不同，系统仿真可分为三种：物理仿真、数学仿真和半实物仿真。按照真实系统的物理性质构造系统的物理模型，并在物理模型上进行试

7、验的过程称为物理仿真。对实际系统进行抽象，并将其特性用数学关系加以描述而得到的系统的数学模型，对数学模型进行试验的过程称为数学仿真。半实物仿真即将数学模型与物理模型甚至实物联合起来进行试验。仿真时将两者连接起来完成整个系统的试验。382、根据仿真计算机类型分类按所使用的仿真计算机类型也可将仿真分为三类：模拟计算机仿真、数字计算机仿真和数字模拟混合仿真。本质上，模拟计算机仿真是一种并行仿真，即仿真时，代表模型的各部件是并发执行的。早期的数字计算机仿真是一种串行仿真。数字模拟混合仿真，即将系统模型分为两部分，其中一部分放

8、在模拟计算机上执行，另一部分在数字计算机上运行，两个计算机之间利用模数和数模转换装置交换信息。随着计算机技术的发展，今天的计算机仿真一般指的就是数字计算机仿真。3、根据仿真时钟与实际时钟的比例关系分类实际动态系统的时间基称为实际时钟，而系统仿真时模型所采用的时钟称为仿真时钟。根据仿真时钟与实际时钟的比例关系，系统仿真分为实时仿真、亚实时仿真和超