電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真及等值研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的提高，及交直流混合輸電技術(shù)的大面積推廣，電力系統(tǒng)中各種電力電子設(shè)備越來(lái)越多，需要進(jìn)行電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真分析及研究的場(chǎng)景及任務(wù)越來(lái)越多。對(duì)實(shí)際電力系統(tǒng)進(jìn)行全面的電磁暫態(tài)仿真分析，往往耗時(shí)很長(zhǎng)，而若對(duì)局部網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)行等值，而把大系統(tǒng)化為小系統(tǒng)，則可明顯加快仿真分析的速度。故對(duì)電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)等值研究成為一個(gè)備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。本文針對(duì)電力電磁暫態(tài)仿真方法及等值方法進(jìn)行了研究，并取得了一定的成果。
　　 本文首

2、先對(duì)電磁暫態(tài)仿真算法進(jìn)行了研究，提出了一種寄生開關(guān)模型及計(jì)及多重開關(guān)動(dòng)作的插值算法。本文所提出的寄生開關(guān)模型，是將開關(guān)元件與所相鄰串聯(lián)元件合并，統(tǒng)一差分化，形成統(tǒng)一的電磁暫態(tài)模型，從而減少系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)，提高了仿真速度；而計(jì)及多重開關(guān)的插值算法，通過(guò)內(nèi)插技術(shù)尋找到正確開關(guān)動(dòng)作點(diǎn)，通過(guò)向后歐拉法的試探積分而考慮多重開關(guān)問(wèn)題，并利用1％步長(zhǎng)的后向歐拉法和外插、回推技術(shù)消除了數(shù)值振蕩和非特征諧波。算例證明了上述方法的有效性。
　　 進(jìn)而

3、，本文提出了一種基于頻率的電磁暫態(tài)外部系統(tǒng)等值新算法。將外部系統(tǒng)進(jìn)行等值，從而把大系統(tǒng)化為小系統(tǒng)，以加快電磁暫態(tài)仿真速度。該方法從外部系統(tǒng)的端口導(dǎo)納混合矩陣出發(fā)，將端口導(dǎo)納混合矩陣的函數(shù)行列式直接轉(zhuǎn)成端口導(dǎo)納多項(xiàng)式；進(jìn)而提出了分步求解措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際大系統(tǒng)端口導(dǎo)納多項(xiàng)式函數(shù)的求解。在此基礎(chǔ)上，對(duì)二端口網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納函數(shù)重根特點(diǎn)進(jìn)行了研究，得到了相應(yīng)的命題；基于此命題及留數(shù)定理，把由端口導(dǎo)納函數(shù)行列式轉(zhuǎn)化而得到的導(dǎo)納多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)一步化成導(dǎo)納有理

4、函數(shù)式，基于此有理函數(shù)式而得到簡(jiǎn)化系統(tǒng)，作為外部系統(tǒng)的等值系統(tǒng)。該算法的總體計(jì)算復(fù)雜性近似為o(「n/np」×T)(「」表示上取整，n為外部系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，np為單步等值網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)，T為單步等值時(shí)間)，故本文算法的計(jì)算復(fù)雜性與外部系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)具有近似線性關(guān)系，相對(duì)于其它方法而言，具有比較快的計(jì)算速度。因外部系統(tǒng)的混合矩陣包含了外部系統(tǒng)的所有信息，故本文方法所得到的端口導(dǎo)納有理函數(shù)式，能夠反應(yīng)外部系統(tǒng)的全頻域特性，而具有很高的等值精度。此外