电力系统仿真软件PSS/E的直流系统模型及其仿真研究

简要介绍了电力系统仿真软件(PSS/E)动态仿真的基本原理.PSS/E中的直流模型可以分为两类:一类考虑直流线路电感暂态过程和高频控制器动态特性,另一类不考虑以上动态特性.文章分析了这些直流模型的有效性和适用性,并通过准稳态直流动态模型CDC4进行了仿真研究,仿真结果表明PSS/E直流模型能够满足大规模交/直流系统仿真的要求.     

PSS/E中的多端直流系统模型及其应用

多个交流电网间直流互联的需求日益增强,采用多端直流(MTDC)输电线路相比于多条点对点直流线路可极大地降低投资成本和运行费用。为此,介绍了MTDC输电系统相比于两端直流输电系统的特点,阐述了MTDC输电系统在我国的应用前景;描述了MTDC输电系统的串联接线方式和并联接线方式,并着重对并联接线方式的控制策略进行了说明。针对PSS/E中的MTDC输电系统结构和控制方式,详细介绍了PSS/E中的3种MTDC系统动态模型,即MTDC01、MTDC02和MTDC03模型。并构建一个4端直流系统对MTDC01模型进行测试,考察了交流系统故障和直流系统内部故障时整个交直流系统的动态特性。仿真结果表明PSS/E多端直流模型能够很好地模拟MTDC系统正常运行和交直流故障下的动态响应,满足大规模交直流系统仿真的要求。     

PSS/E的直流模型及与BPA直流系统响应特性的比较

阐述了直流系统换相失败和功率恢复特性,并在PSS/E中建立用于电力系统机电暂态过程仿真的直流输电准稳态模型,模拟交流系统故障后直流系统的响应特性。分别用PSS/E和BPA程序对广东电网某年规划方式数据进行了仿真计算,以500 kV北郊—罗洞线路N-1故障为例,分析PSS/E与BPA中直流系统换相失败及后续功率恢复特性的不同。计算结果表明,对于远方系统故障,两个程序的计算结果比较接近,而PSS/E在模拟近处交流系统故障后直流系统的响应特性方面更符合实际情况。     

风电系统的空气动力PSS/E自定义模型

为了研究风速为扰动源时风电系统的电网动态特性,借助PSS/E自定义功能建立了风电系统的空气动力学模型,及3种不同类型的风速模型。将这些自定义模型应用于基于双馈异步风力发电机(DFIG)的变速恒频(VSCF)风力发电机系统,验证了这些模型的有效性和正确性。这些模型的建立克服了现有PSS/E软件只有线性空气动力模型和缺少风速模型的弱点,有利于研究风力发电对电力系统运行及稳定的影响。     

直流输电准稳态模型有效性的仿真验证

换流器的准稳态模型在高压直流输电(HVDC)工程的规划和设计中得到了广泛的应用，该模型以换流站交流母线电压作为换相电压，以换流变压器的漏抗作为换相电抗，忽略交流系统侧的影响。该文从经典换流理论出发，分析了准稳态模型与经典换流器模型(经典模型)之间的矛盾，并针对不同强度的交流系统，利用仿真的方法，对准稳态模型的有效性进行了验证。仿真结果表明：如果换流站交流母线装设有完善的滤波装置，则多桥换流器中各个换流桥之间可以认为是解耦的，因此，利用准稳态模型计算能够达到工程要求。     

PSS/E中双端直流系统自定义建模与仿真

对PSS/E下常规双端直流系统的自定义建模展开了深入研究。首先,从深入研究了PSS/E自定义建模原理;然后,对直流自定义建模的方法,对建模中的关键问题,即换流器在机电暂态下的建模即改进,控制的建模,进行了深入分析;最后,以CIGRE直流输电标准测试系统为例搭建了自定义模型,并与PSCAD/EMTDC环境下的模型进行了仿真结果对比,验证了所建自定义直流模型的正确性和PSS/E自定义功能的实用性。     

利用PSS/E实现电力系统低频减载控制仿真

随着电力科学的不断进步、电力技术的不断提高以及新的设备和装置的投入使用,虽然PSS/E软件提供了许多标准及非标准模型,但是仍然无法满足系统仿真的需要,因此有必要对PSS/E进行自定义模型的研究。阐述了PSS/E软件中自定义模型的应用,深入分析了自适应低频减载的基本原理。在PSS/E软件上应用FLECS语言建立了具有自适应低频减载功能的自定义模型。并通过IEEE3机测试系统,仿真实现了一种自适应低频减载方案,并与传统减载方案进行了分析比较。结果表明新的减载模型定义准确,自适应方案与传统方案相比具有减载准确、迅速、频率恢复较快等优点。     

柔性直流输电系统建模与仿真

随着我国坚强智能电网的建设,以及风能、太阳能等清洁能源利用规模的不断扩大,柔性直流输电必将因其独有的优点成为我国电网的重要组成部分。介绍柔性直流输电系统的基本结构和工作原理。利用Matlab中的Simulink模块建立了柔性直流输电系统及其控制器的仿真模型,并在此模型的基础上进行了正常情况下的稳态仿真及暂态故障的仿真。仿真结果表明建立的模型及其控制策略可靠有效,有一定的工程实用价值。     

基于PSS/E的调速器自定义模型设计

为解决多种电力系统分析软件不能与PSS/E交互使用的问题,本文利用PSS/E软件开发电力系统元件的自定义模型。首先,选取BPA软件中的一种带PID控制器的电子液压型调速器模型作为参考,并据此建立基于PSS/E的调速器自定义模型。然后,利用单机无穷大系统,在BPA和PSS/E中分别作仿真分析,以检验调速器自定义模型的性能。仿真曲线和误差量化分析表明调速器自定义模型能够正常工作且与源模型的性能非常接近,利用PSS/E的模型自定义功能可以实现电力系统其他仿真软件与PSS/E的交互使用。     

PSD-BPA与PSS/E暂态稳定数学模型比较

对中国电力科学研究院引进并再开发的PSD-BPA程序与Siemens PTI公司开发的PSS/E程序的暂态稳定数学模型进行了分析比较。通过对一个3机9节点交流系统算例和南方电网交直流系统算例的仿真计算,比较了两个程序的潮流和暂态稳定计算结果。分析和计算表明,两个程序的计算结果比较接近。     

PSS/E励磁系统的自定义建模

PSASP和中国版BPA是我国电力工业界应用广泛的电力系统仿真分析软件,PSS/E则在北美应用较广。不同仿真软件间的模型库有差别,分析比较了PSASP、BPA和PSS/E励磁系统模型的差异。在PSS/E上通过用户自定义功能建立了国内常用的PSASP1、7、12型励磁系统。阐述了PSS/E常规动态仿真和扩展动态仿真2种方式的用户自定义建模的方法和步骤。通过单机无穷大系统和我国某实际系统的PSASP、BPA和PSS/E动态仿真比较,证明了所建自定义励磁模型的正确性。     

基于移相变压器的PSS/混合仿真

针对电力系统动态仿真中某些模型和参数不准确问题,提出用移相变压器模型注入实测数据来等效某部分电网,即将实测与仿真结合起来,以大型仿真软件PSS/E自带的IPLAN为二次开发平台,进行电力系统混合仿真.以6机23节点系统为算例,首先对全网动态仿真以获取实测数据,然后实施混合仿真,结果表明该方法正确可行.     

基于PSS/E的最大负荷极限的求解方法

随着电力系统规模的增大,相关模型的日趋复杂,电力系统分析软件已成为电力工作者不可缺少的有力工具.同时,如何充分利用电力系统计算软件提供的函数模块,将其进行有效地组织、搭建,满足工程上的需要已成为电力工作者亟需掌握的一项技能.文章比较系统地介绍了一种用PSS/E软件求解大规模电网最大负荷极限点的方法,由于在求解过程中较为全面地考虑了影响负荷极限的各项因素,使得计算结果更贴近实际,所得指标也更具有指导意义.最后通过算例验证了所提方法的有效性和可行性.     

PSS/E在四川电网的应用研究

电力系统仿真软件PSS／E是国际通用的先进仿真软件。引进、消化、吸收和推广使用PSS／E对提升四川电网安全稳定分析水平具有重要意义。开发BPA到PSS／E格式数据转换软件是获得数据的便捷途径,仿真校验可确保所转换模型的有效性和数据的正确性。     

利用PSS/E实现电力系统低频减载控制仿真

随着电力科学的不断进步、电力技术的不断提高以及新的设备和装置的投入使用,虽然PSS/E软件提供了许多标准及非标准模型,但是仍然无法满足系统仿真的需要,因此有必要对PSS/E进行自定义模型的研究.阐述了PSS/E软件中自定义模型的应用,深入分析了自适应低频减载的基本原理.在PSS/E软件上应用FLECS语言建立了具有自适应低频减载功能的自定义模型.并通过IEEE3机测试系统,仿真实现了一种自适应低频减载方案,并与传统减载方案进行了分析比较.结果表明新的减载模型定义准确,自适应方案与传统方案相比具有减载准确、迅速、频率恢复较快等优点.     

基于PSS/E的动态无功补偿装置机电暂态仿真模型

详细介绍了美国PTI公司开发的PSS／E仿真软件所提供的动态无功补偿装置模型,包括CSVGN1,CSVGN3,CSVGN4,CSVGN5,CSVGN6,CSSCST等静止无功补偿器模型以及CSTATT,CSTCNT等静止同步补偿器模型。并将这些模型应用到四机两区域实例系统的机电暂态仿真中,说明静止无功补偿器和静止同步补偿器模型如何在PSS／E中实现,仿真结果同时说明了动态无功补偿装置在维持电压稳定方面起到很好的作用。     

基于PSS/E的浙江电网静态电压稳定性分析

根据浙江电网2009年度的运行方式,利用PSS/E程序,采用P-V/Q-V曲线方法分析了浙江电网在2009年正常方式、重要输电通道失去和机组跳闸等预想事故下的静态电压稳定裕度及薄弱点.分析结果对电网的安全稳定和运行方式安排具有一定的指导意义.     

基于电力系统分析软件PSS／E的低频振荡分析方法的研究

介绍了PSSE动态仿真、小干扰稳定的仿真分析方法。以四机两区域系统为算例,从联络线传输容量、励磁系统的参数和种类、PSS的参数整定及安装地点选择等因素对系统低频振荡的影响进行了分析,并将动态仿真和特征值分析相结合,相互验证。把各种抑制措施综合在一起对系统进行仿真,结果表明：综合措施的采用,使系统阻尼显著增加,振荡得到快速平息,取得了明显的的抑制效果。     

基于PSS/E双馈风力发电机组的建模与仿真

本文以双馈风力发电机组为研究对象,阐述了双馈风力发电机组的基本原理,分别推理了风力机模型、双馈风力发电机模型以及变流器模型,并以电力系统分析软件PSSE为开发平台,以PSS/E中自定义模型的方法用fortran编程语言建立了风力发电机组模型,通过仿真验证了模型的正确性,从仿真结果验证了风力发电机组在电压跌落时和恢复时的性能,同时也说明PSSE在自定义模型中有很大的灵活性。