电力系统全过程动态仿真的实例与分析-- 电力系统全过程动态仿真软件开发之四

经过3年多的研究开发，电力系统全过程动态仿真软件的主体框架结构的设计，机电暂态过程和中长期过程主要模型的建模，软件主要算法的编程都已完成，3个算例的仿真与分析表明，电力系统全过程动态仿真软件的暂态稳定计算功能仿真结果准确。中长期动态过程仿真结果合理，说明软件所采用的积分方法－Gear法可以用来仿真电力系统从快速暂态到慢速中长期动态过程的转换，可以自动变阶变步长，算法数值稳定性高，所开发的电力系统全过程动态仿真软件具备了仿真电力系统从机电暂态到中长期动态过程的能力。     

电力系统全过程动态仿真技术的现状与展望

随着我国全国性交直流混联电力系统的形成,电力系统的动态特性变得更加复杂。全过程动态仿真能够将电力系统电磁暂态、机电暂态和中长期动态统一起来进行计算,是研究和分析这种非线性超大规模电力系统动态特性机理、事故特征及其安全稳定措施的重要技术手段。分析了电力系统全过程动态仿真技术的研发与应用现状、存在的技术难点,并对技术发展进行了预测,主要包括电磁暂态-机电暂态-中长期动态统一仿真的数值计算方法和建模技术。该文指出新型数值积分算法、适于多时间尺度仿真的直流输电建模方法、具有智能化和开放式与交互式的并行仿真软件开发方法等关键技术,可为大规模交直流互联电网的安全稳定、经济运行及新技术和新设备的应用研究等提供强有力的仿真工具。     

电力系统全过程动态仿真的数值方法——电力系统全过程动态仿真软件开发之一

电力系统全过程动态仿真是把电力系统的机电暂态过程，中期过程和长期过程有机地统一起来进行仿真。其特点是实现快速的暂态过程和慢速的中长期动态过程的统一仿真。这是典型的刚性系统，需要采用具有自动变阶变步长技术的刚性数值积分方法。在分析了刚性系统求解实质的基础上，采用适用于求解刚性微分方程的数值积分方法－Gear法作电力系统全过程仿真软件的基本算法，并研究根据积分的截断误差控制进行自动变阶变步长技术，构造了基于Gear法的电力系统全过程仿真程序的总体结构。     

中长期电压稳定时域仿真软件应用评估

大规模电力系统的中长期电压失稳是一个缓慢的过程,其发生和变化与系统中慢速元件的动态行为紧密相关,研究电网中长期电压稳定问题需要选择能够反映其动态过程的仿真软件。选择PSS/E、PSD-FDS、Eurostag、PSASP和DSATools 5种仿真软件,通过仿真实验、程序参数、应用案例的对比分析,在原理算法、计算规模、元件模型、接口界面和实际应用等方面评估了各软件中长期时域仿真的特点、功能和适用范围,结果表明,PSD-FDS拥有更适合中国电力系统的模型库和数据格式,在实际系统中应用也更广泛,较其他软件更适用于中长期电压稳定研究。     

电力系统全过程动态仿真中的长过程动态模型——电力系统全过程动态仿真软件开发之三

电力系统全过程动态仿真除了需要详细模拟电力系统动态元件的机电暂态过程外，还要有详细的中长期过程的动态模型。电力系统全过程仿真所需要的火电厂动力系统的数学模型。水电厂动态模型、压水堆核电站模型以及发电自动控（AGC）模型等已在电力系统全过程仿真软件中得到实现。     

大电网安全分析的全过程动态仿真技术

全过程动态仿真技术是研究和分析非线性超大规模电力系统动态特性机理、严重事故特征及其稳定措施的重要手段。该文分析我国全过程动态仿真技术的现状和解决当前问题的思路,主要包括电磁暂态和机电暂态混合仿真、机电暂态和中长期动态的一体化仿真。探讨了全过程动态仿真分别与实时仿真装置和在线动态安全分析预警系统的接口技术,以及并行计算技术的重要性。该文指出全过程动态仿真技术需要同时应用于实时和非实时仿真,才能满足我国大电网安全分析的全方位需求。     

云电送粤交直流混联系统全过程动态电压稳定研究

到2010年,南方电网将出现大规模交直流混联的局面,系统的动态特性也将成为关注的焦点。全过程动态仿真是把机电暂态过程、中期过程和长期过程有机地统一的仿真,所考虑的中长期过程中系统元件的动态模型,非常适用于电压稳定问题的研究。基于2010年南方电网基础数据,采用全过程动态仿真软件对云南电网出现严重故障情况下的电压稳定问题进行仿真研究。分析了不同负荷模型及有载调压变压器(OLTC)模型对电压稳定的影响,确定了对电压稳定性影响较大的故障扰动因素。     

电力系统全过程动态仿真中的机炉协调控制系统模型研究

机炉协调控制系统(coordinated control system,CCS)是火电机组满足电网负荷需求和保证机组本身稳定运行的重要控制措施。在分析机炉协调控制系统原理和控制方式的基础上,提出了一种适于电力系统机电暂态及中长期动态全机炉协调控制系统(coordinated control system,CCS)是火电机组满足电网负荷需求和保证机组本身稳定运行的重要控制措施。在分析机炉协调控制系统原理和控制方式的基础上,提出了一种适于电力系统机电暂态及中长期动态全过程仿真的机炉协调控制模型,并在电力系统全过程动态仿真程序进行编程实现。通过模型参数值的设置,该模型可以灵活模拟炉跟机、机跟炉、协调控制、直接能量平衡等火电厂机炉控制中的常见组态方式。采用两个仿真算例说明了不同CCS控制方式对机组功率的影响,以及CCS在与频率动态特性相关的电力系统动态仿真中的作用。     

基于全过程动态仿真的受端电网中长期稳定轨迹特征及防控策略研究

发电机过励磁限制器和有载调压变压器等慢速动态元件的动态特性是受端电网中长期动态稳定水平的关键影响因素。以环状分区运行的特大型城市电网为研究对象,分析了中长期过程中慢动态元件动作对系统运行点在系统动态PV曲线上的迁移特征及主要电气量的影响。揭示了过励磁限制和有载调压动作引起系统中长期电压失稳机理,并在此基础上定义了中长期动态稳定控制判据及裕度计算方法,提出了网源配合改善中长期稳定水平的控制策略。最后通过对北京电网的全过程动态仿真分析验证了稳定判据及控制策略的有效性。     

暂态全过程仿真中面向对象的负荷自适应模型

为实现电力系统负荷的暂态全过程仿真，作者分别对静态负荷和动态负荷的暂态特性进行分析，应用面向对象技术建立了适合暂态全过程数字仿真的负荷自适应模型。仿真实验结果表明，该模型适用于电力系统过电压、故障分析和保护校验，交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的仿真研究。