動態(tài)相量理論在現(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真中的應用.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應用，使得電力系統(tǒng)日益復雜。這對電力系統(tǒng)的建模和仿真提出了更高的要求，傳統(tǒng)的機電暫態(tài)模型由于建立在“準穩(wěn)態(tài)”假設基礎之上，因此不能用來仿真變化迅速的電磁暫態(tài)過程；而電磁暫態(tài)模型，雖然能準確反映電磁暫態(tài)過程，但由于仿真步長很小，仿真速度受到限制，不適合用來仿真大型電力系統(tǒng)。 動態(tài)相量理論在電力系統(tǒng)中的應用給現(xiàn)代電力系統(tǒng)的仿真帶來了新的選擇。動態(tài)相量法能夠有目的的選擇系統(tǒng)占主導優(yōu)

2、勢的頻率進行相量域內的仿真和分析，采取較大的仿真步長，因而能夠有效的減少計算量，加快仿真速度。 在電力系統(tǒng)的機網(wǎng)暫態(tài)數(shù)字仿真中，故障和操作引起的網(wǎng)絡結構變化將導致數(shù)值計算中產(chǎn)生非原型數(shù)值振蕩，這使得系統(tǒng)仿真不能夠正確反映電力系統(tǒng)在故障或操作后的動態(tài)過程。本文首先對動態(tài)相量法產(chǎn)生振蕩的機理進行了分析，提出了一種新的能有效消除數(shù)值振蕩的算法——基于臨界阻尼調整法(CDA)的動態(tài)相量法。該方法在動態(tài)相量域內對元件進行建模，并結合臨界阻

3、尼調整法，以保持友模導納矩陣不變，同時達到保持計算精度和消除數(shù)值振蕩的目的。 其次，本文基于動態(tài)相量理論，對電力系統(tǒng)基本元件、三相分布參數(shù)線路和發(fā)電機的動態(tài)相量模型進行了推導和建模。在此基礎上，本文還提出了一種適用于分布參數(shù)線路的大步長動態(tài)相量模型，并分析了其產(chǎn)生的誤差。通過對算例的仿真，并與電磁暫態(tài)模型仿真結果的比較，驗證了動態(tài)相量模型能突破傳輸時間常數(shù)對分布參數(shù)線路仿真步長的限制，用來仿真三相分布參數(shù)線路上的電磁暫態(tài)過程。

4、 對于現(xiàn)代電力電子裝置的建模，本文提出了一種包含有TCR支路，SVC控制回路和濾波器支路的實用靜止無功補償器(SVC)的動態(tài)相量模型。該模型有目的選擇了對SVC動態(tài)性能影響較大的基頻和五次諧波而忽略了其他不重要的諧波分量。通過在簡單測試系統(tǒng)上的仿真驗證了該模型能夠快速準確地仿真SVC動態(tài)特性，具有較高的精度和效率。該方法也適用于其他包含有非線性元件的動態(tài)相量建模。 對于現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡，由于受到計算維數(shù)的限制，必須采用

5、并行仿真或者混合仿真的方法簡化并加快仿真速度。本文在現(xiàn)有研究的基礎之上首次對EMT模型和DP模型的混合仿真進行了研究，分析了混合仿真中遇到的網(wǎng)絡等效，曲線擬合和相位偏移等關鍵問題。通過對算例仿真結果的比較和分析，驗證了所建各模型的準確性，也證明了EMTP-DP混合仿真是一種可行的仿真手段，能夠準確反映網(wǎng)絡換路后的電磁暫態(tài)過程。 動態(tài)相量理論在電力系統(tǒng)中的應用給電力系統(tǒng)仿真提供了新的仿真手段，使現(xiàn)代電力系統(tǒng)的仿真有可能在速度上和精