含靜止無(wú)功補(bǔ)償器電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)新技術(shù)的發(fā)展,多種電力電子設(shè)備如高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)和各種靈活交流輸電(FACTS)裝置引入電力系統(tǒng).HVDC在高壓遠(yuǎn)距離輸電,異步聯(lián)網(wǎng),系統(tǒng)互聯(lián)等方面存在很大優(yōu)勢(shì).FACTS設(shè)備可以在不改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下,提高電網(wǎng)的功率輸送能力,增加電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性.因此,這些電力電子設(shè)備的應(yīng)用及其控制方法的研究已引起電力工程界的重視.目前對(duì)HVDC和FACTS裝置主要采用電磁暫態(tài)仿真的方法研究其在系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程中的快速瞬

2、變現(xiàn)象、有效的控制方法以及裝置內(nèi)部故障運(yùn)行方式.但是受計(jì)算機(jī)計(jì)算和存儲(chǔ)能力的限制對(duì)大型電力系統(tǒng),即使采用并行算法完全實(shí)現(xiàn)電磁暫態(tài)仿真也是困難的.另一方面,暫態(tài)穩(wěn)定程序(TSP)使用HVDC和FACTS的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型仿真其對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響.由于準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)模型不能反映電力電子裝置內(nèi)部的瞬變電壓、電流特性,因而對(duì)于研究器件內(nèi)部故障過(guò)程、控制方法和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)行為的影響具有很大的局限性.為彌補(bǔ)上述兩方面的不足,機(jī)電暫態(tài)與電磁暫態(tài)混合仿真算法根據(jù)對(duì)電力

3、系統(tǒng)各區(qū)域研究興趣的不同,把電力系統(tǒng)分解為詳細(xì)系統(tǒng)和外部系統(tǒng).含有電力電子裝置的詳細(xì)系統(tǒng)定義為電磁暫態(tài)子系統(tǒng),使用電磁暫態(tài)程序(EMTP)進(jìn)行仿真.而把傳統(tǒng)的外部交流電力網(wǎng)絡(luò)定義為機(jī)電暫態(tài)子系統(tǒng),使用暫態(tài)穩(wěn)定程序仿真(Transient Stability Simulation簡(jiǎn)稱TSP).聯(lián)接兩個(gè)子系統(tǒng)的母線定義為TSP/EMTP混合仿真的接口母線.EMTP子系統(tǒng)和TSP子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換通過(guò)接口母線進(jìn)行.由于TSP使用較大積分步長(zhǎng)(通

4、常為毫秒級(jí)),而EMTP使用較小積分步長(zhǎng)(通常為微秒級(jí)),所以機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真算法既可以精確地模擬非線性電力電子器件的動(dòng)態(tài)特性,又具有較高的仿真效率.該文研究的混合仿真算法考慮了系統(tǒng)經(jīng)受大擾動(dòng)后頻率偏移對(duì)電磁暫態(tài)子系統(tǒng)仿真的影響,動(dòng)態(tài)地求取接口母線電氣量的瞬時(shí)頻率,與TSP子系統(tǒng)的諾頓等效電路的等值電流源及導(dǎo)納一起作為接口變量,將TSP仿真得到的單相相量轉(zhuǎn)化為電磁暫態(tài)子系統(tǒng)仿真需要的三相瞬時(shí)值函數(shù).通過(guò)對(duì)含靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SV