動(dòng)態(tài)相量理論在現(xiàn)代電力系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)日益復(fù)雜。這對(duì)電力系統(tǒng)的建模和仿真提出了更高的要求，傳統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)模型由于建立在“準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)”假設(shè)基礎(chǔ)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(zhǔn)確反映電磁暫態(tài)過程，但由于仿真步長(zhǎng)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(dòng)態(tài)相量理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用給現(xiàn)代電力系統(tǒng)的仿真帶來了新的選擇。動(dòng)態(tài)相量法能夠有目的的選擇系統(tǒng)占主導(dǎo)優(yōu)

2、勢(shì)的頻率進(jìn)行相量域內(nèi)的仿真和分析，采取較大的仿真步長(zhǎng)，因而能夠有效的減少計(jì)算量，加快仿真速度。 在電力系統(tǒng)的機(jī)網(wǎng)暫態(tài)數(shù)字仿真中，故障和操作引起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化將導(dǎo)致數(shù)值計(jì)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(dòng)態(tài)過程。本文首先對(duì)動(dòng)態(tài)相量法產(chǎn)生振蕩的機(jī)理進(jìn)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(diào)整法(CDA)的動(dòng)態(tài)相量法。該方法在動(dòng)態(tài)相量域內(nèi)對(duì)元件進(jìn)行建模，并結(jié)合臨界阻

3、尼調(diào)整法，以保持友模導(dǎo)納矩陣不變，同時(shí)達(dá)到保持計(jì)算精度和消除數(shù)值振蕩的目的。 其次，本文基于動(dòng)態(tài)相量理論，對(duì)電力系統(tǒng)基本元件、三相分布參數(shù)線路和發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)相量模型進(jìn)行了推導(dǎo)和建模。在此基礎(chǔ)上，本文還提出了一種適用于分布參數(shù)線路的大步長(zhǎng)動(dòng)態(tài)相量模型，并分析了其產(chǎn)生的誤差。通過對(duì)算例的仿真，并與電磁暫態(tài)模型仿真結(jié)果的比較，驗(yàn)證了動(dòng)態(tài)相量模型能突破傳輸時(shí)間常數(shù)對(duì)分布參數(shù)線路仿真步長(zhǎng)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(duì)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(shí)用靜止無功補(bǔ)償器(SVC)的動(dòng)態(tài)相量模型。該模型有目的選擇了對(duì)SVC動(dòng)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(jiǎn)單測(cè)試系統(tǒng)上的仿真驗(yàn)證了該模型能夠快速準(zhǔn)確地仿真SVC動(dòng)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(dòng)態(tài)相量建模。 對(duì)于現(xiàn)代大型電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，由于受到計(jì)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(jiǎn)化并加快仿真速度。本文在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)之上首次對(duì)EMT模型和DP模型的混合仿真進(jìn)行了研究，分析了混合仿真中遇到的網(wǎng)絡(luò)等效，曲線擬合和相位偏移等關(guān)鍵問題。通過對(duì)算例仿真結(jié)果的比較和分析，驗(yàn)證了所建各模型的準(zhǔn)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(zhǔn)確反映網(wǎng)絡(luò)換路后的電磁暫態(tài)過程。 動(dòng)態(tài)相量理論在電力系統(tǒng)中的應(yīng)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