无插值仿真平台中抑制数值振荡的阻尼电路设计方法

姬煜轲，许建中，徐延明，赵成勇

（华北电力大学 新能源电力系统国家重点实验室，北京 102206）

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目前，电力系统电磁暂态仿真计算软件多种多样，应用的场合也不尽相同。针对不同类型的应用需求，大体上可以分为离线仿真平台和实时仿真器。离线仿真平台包括各种常见的软件包，如PSCAD／EMTDC、EMTP-RV［1］、ATP、MicroTran 等。 实时仿真器的代表主要有RTDS、RT-LAB等，被广泛应用于工业和学术界。尽管应用场所不同，但不论是离线仿真还是实时仿真所采用的积分方法大都是隐式梯形积分法［2］。隐式梯形积分法具有精度高、稳定性好等优点，但由于其积分特点的影响，在仿真过程中，开关和器件动作以及网络结构发生变化，会引起电感、电容等储能元件的非状态变量在事件发生后在真解附近不正常地摆动，也即电磁暂态仿真中的数值振荡现象［3-4］。

针对此类问题国内外提出了许多解决方案，文献［5］分别采用求解非状态变量法和阻尼法尝试解决该问题，结果发现求解非状态变量的效果要好于阻尼法，但较为复杂，计算量较大，如果对大规模交直流电网［6-8］进行仿真，此方法无疑会大幅增加计算负担，严重影响仿真效率。文献［9］采用改进的节点分析法，对非线性元件离散化使其变为线性元件再进行求解，从而获得较为准确的非状态变量的解，但此种方法会引进牛顿-拉夫逊迭代，如果仿真规模扩大，其复杂度和庞大的计算量同样会严重影响仿真速度。

EMTP的3.0版本采用临界阻尼调整法CDA（Critical Damping Adjustment）技术消除数值振荡，但是仿真波形中会出现一些处理痕迹，消除效果不是很理想［4］。……