基于PSS/E的统一潮流控制器仿真建模

在电力系统分析软件中建立统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)的相关模型有利于对UPFC控制能力进行分析,从而提高系统运行的稳定性。为此,首先对UPFC的动态数学模型进行分析;其次提出UPFC的解耦控制策略;然后介绍了电力系统仿真软件(power system simulator/engineering,PSS/E)自带的UPFC潮流计算模型;并利用PSS/E提供的用户自定义建模功能,联合调用CONEC子程序和CONET子程序,解决了对相关微分方程和注入电流的计算;最终建立起可用于仿真分析的UPFC动态模型。IEEE标准算例仿真和分析结果证明了所建模型的合理性和可用性。     

基于PSS/E的节点静态电压稳定极限计算

提出了一种基于电力系统仿真软件 PSS/E( Power System Simulator for Engineering)的节点静态电压稳定极限计算方法。该方法通过 PSS/E提供的潮流计算模块 ,采用重负荷节点导纳模型 ,能有效地计算节点静态电压稳定极限。无需改动 PSS/E软件的潮流程序 ,能方便地在 PSS/E软件平台上求取节点静态电压稳定极限。对 IEEE 5节点系统和 IEEE 30节点系统的计算验证了该方法的正确性。     

基于PSS/E潮流API接口的动态过程仿真系统

电力系统仿真分析软件PSS/E提供了丰富的API接口,为应用程序的二次开发提供了便利。基于PSS/E的Fortran API接口设计实现了以PSS/E潮流计算为核心的动态过程仿真系统。通过对API接口的二次开发和封装,建立潮流计算接口层,实现对PSS/E潮流计算的控制。建立了用户自定义调速器模型,将频率和调速器仿真结果通过接口层与PSS/E潮流进行交互,实现系统的动态响应过程仿真。通过潮流计算前的不平衡功率动态预分配技术,使扰动过程中联络线功率分配更加真实合理。通过9节点算例和华北实际电网模型对仿真系统进行验证,仿真结果表明,利用PSS/E的API接口进行二次开发能够满足大型应用程序对准确性和实时性的要求。     

BPA-PSS/E的数据转换研究及验证

开发基于 VC＋＋语言平台 BPA-PSS/E的数据转换软件,成功将 BPA 数据格式转为 PSS/E格式,并将两者的潮流及暂态稳定结果进行比较.IEEE/９节点仿真系统和某实际电网的仿真结果表明,BPA 和 PSS/E的仿真结果接近,可用 BPA 和 PSS/E软件对电力系统进行仿真.通过转换得到的数据,可用 PSS/E软件方便地实现 BPA 未提供的分析计算功能,可充分利用 PSS/E提供的交互式计算过程控制、自定义模型和控制对电力系统进行深入研究。     

BPA-PSS/E的数据转换研究及验证

开发基于VC++语言平台BPA-PSS/E的数据转换软件,成功将BPA数据格式转为PSS/E格式,并将两者的潮流及暂态稳定结果进行比较。IEEE/9节点仿真系统和某实际电网的仿真结果表明,BPA和PSS/E的仿真结果接近,可用BPA和PSS/E软件对电力系统进行仿真。通过转换得到的数据,可用PSS/E软件方便地实现BPA未提供的分析计算功能,可充分利用PSS/E提供的交互式计算过程控制、自定义模型和控制对电力系统进行深入研究。     

PSS/E的自定义建模及其仿真研究

深入研究了PSS/E的自定义功能。详细介绍了PSS/E自定义的环境要求、格式要求、调用要求、基于等效电流注入的用户自定义建模的原理。分析了在PSS/E中利用协调调用模式来实现该类模型的方法和步骤。以静止无功补偿器(SVC)的自定义建模为例进行了建模研究,并在自定义SVC模型中通过引入辅助信号以改善其性能。仿真结果充分表明了PSS/E自定义建模的可行性与可扩展性,也验证了所建SVC模型的有效性,为其他电力系统复杂设备在PSS/E中的自定义建模提供指导。     

基于PSS/E的MMC-UPFC机电暂态仿真方法

为满足工程规划设计的需要,分析了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller,UPFC)的等效电路,提出一种基于PSS/E的机电暂态仿真方法。采用该方法进行潮流计算时,将UPFC用功率注入等效,利用交替迭代法进行求解。在动态仿真中,将UPFC等效为电流源模型,并考虑直流系统、控制器和调制等环节的作用。将该方法集成于PSS/E中,分别对小系统和实际系统进行仿真。结果表明,所提方法能够实现含UPFC电力系统的潮流计算,可模拟UPFC的动态特性,适用于对实际系统的仿真研究。     

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。     

PSS/E环境下的第二代风机模型解析与低电压穿越功能优化增强

PSS/E作为广泛应用且功能强大的电力系统专业仿真分析软件,在模型仿真研究中具有巨大优势。但PSS/E的暂态模型在对风电机组的低电压穿越描述中存在缺陷,致使PSS/E环境下的风电建模仿真无法进行有效深入的并网研究,对于电网规划建设及运行控制各个环节,均降低了实际参考指导意义。通过全面解析PSS/E第2代风机模型的构建机理,阐述其在风机低电压工况描述上的优势与不足,并应用PSS/E强大的暂态模型自定义功能对其低穿特性进行功能补充优化。该工作填补了基于PSS/E第2代风机模型进行功能扩展上的研究空白,丰富了PSS/E暂态模型库,赋予该软件平台进行大规模可再生能源并网发电暂态分析的核心功能。结合风机实际电压跌落故障下的输出特性,通过仿真对比验证了该模块的准确性与实用性。     

基于PSS/E的电力系统电压稳定性分析

提出了应用PSS／E潮流和动态仿真模块分析电力系统电压稳定的方法。利用PSS／E中的潮流计算模块,能有效判断系统电压是否稳定,并求出系统电压稳定裕度及影响电压稳定的弱节点、弱支路和弱区域;利用PSS／E软件的状态空间仿真模块和扩展时段仿真模块,可对电力系统进行动态仿真。找出影响系统电压稳定的关键因素。最后以一大型电网为例,分析计算说明该软件在电力系统电压稳定性方面的应用情况。     

PSS/E用户自定义功能在励磁系统建模中的应用研究

采用精确模型模拟电力系统设备动态行为是获得可信仿真结果的前提.虽然电力系统仿真软件提供了标准模型库,但随着电力技术的进步和新型控制装置的投入,原有的模型库无法完全满足数字仿真的需要,因此有必要开发仿真软件的用户自定义模型.本文介绍了PSS/E用户自定义建模原理,归纳了自定义建模详细流程,并结合实际项目,建立了福建水口电厂发电机组励磁系统的自定义模型,采用PSS/E的模型检测功能进行校核,结果表明该模型的正确性和实用性.本文研究的PSS/E自定义建模方法同样适用于电力系统其他设备的自定义建模.     

基于MATLAB-SIMULINK软件风电场建模仿真研究

给出了MATLAB-SIMULINK软件的自定义模型,并将之结合PSS／E仿真软件对发电机和励磁模型进行动态仿真设置,通过将风电场接入电网的模型仿真,结果表明,风电场对系统运行造成的主要影响是风电场并网运行引起的系统电压频率的波动和系统发生故障时风电场表现出不同于传统的火电厂的运行特性,故障时系统对风电场的作用影响系统节点电压和系统频率等。     

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PSS／E风电场静止无功补偿器仿趄建模

风电场静止无功补偿器（SVC）仿真建模对研究大规模风电场接入地区系统电压稳定具有重要意义。为此,介绍PSS／E仿真软件自带SVC标准模型,并归纳总结SVC控制器自定义建模流程与方法。结合冀北某实际风电场,建立典型风电场SVC控制器恒电压和恒无功控制方式下的自定义模型。仿真结果与现场实测的比对表明,该自定义模型正确、实用,且同样适用于电力系统其他柔性输电设备的自定义建模。     

基于统一潮流控制器的并网风电场潮流分析

风电场因风速变化的不规律性将导致并网系统电压失稳.统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统(FACTS)中功能最为全面的器件,能够维持风电场电压及并网系统的稳定运行.根据异步风力发电机的数学模型,以及UPFC的工作原理和控制策略,在DIgSILENT/PowerFactory中搭建了安装UPFC的风电并网系统模型,通过仿真风速突变时风电场的电压和功率情况.仿真结果表明,UPFC能够控制线路潮流,并能维持风电机组和系统的稳定.     

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。     

发电机励磁系统建模、参数辨识及数据库的研究

随着电网规模的不断扩大，发电机组出口容量和电压等级的提高，对机组运行稳定性的要求也随之提高；而发电机励磁系统对电力系统的稳定控制具有重要作用。以江苏电网大型机组励磁系统为研究对象，简述了励磁系统现场实测建模的方法，利用PSASP软件的自定义建模功能对励磁系统进行自定义建模，并在此基础上通过模型参数辨识将自定义模型转化为PSASP及PSS／E两个软件下的标准模型，最后建立了励磁系统WEB数据库。     

基于UPFC的双馈风电场动态稳定性改善仿真

风速变化剧烈或发生短路故障的情况下可能会导致双馈风电场电压崩溃,从而停运甚至危及电网的安全运行。统一潮流控制器(UPFC)能够维持系统电压稳定,减少无功功率交换,提高系统的动态稳定性。在PSCAD/EMTDC中搭建了含双馈风电场和UPFC的仿真模型,通过仿真对系统故障时加入UPFC和未加入UPFC时有功、无功、电压等进行比较,验证了UPFC能够改善双馈风电场动态稳定性。     

基于CIM/E全模型的扩展PSS/E潮流计算

基于人机界面的PSS/E单步潮流计算存在模型维护工作量大和扩展性较差的问题。提出了一种基于CIM/E全模型的扩展PSS/E潮流计算方法。以网络层次模型库为中间层,将CIM/E模型解析到中间层数据库并生成实时同步的PSS/E计算库,实现电网全物理模型的自动建模。基于API接口二次开发和封装,建立接口层,通过外部程序对PSS/E进行流程控制,实现潮流计算的自动周期运行。以层次库为输入输出接口,接收处理外部应用的设备操作指令,实现设备操作的自动交互。基于层次库实时拓扑分析,对PSS/E全模型仿真中的拓扑问题进行修正,保证了拓扑分析的正确性。使用华东电网实际电网模型进行实际应用,仿真结果证明了该方法的正确性和实用性。     

基于模块化功率注入模型的含UPFC电力系统潮流算法研究

文章对统一潮流控制器(UPFC)的稳态模型和含UPFC电力系统潮流算法进行了研究。运用模块化的建模思想,将UPFC的并联端、串联端等效为节点功率注入,将直流耦合关系抽象成串联端和并联端直流功率的代数方程,建立了UPFC的潮流控制模型。基于该模型提出了含UPFC电力系统潮流的交替迭代算法,在求解系统潮流方程时,将UPFC用等效节点注入功率等值,在求解UPFC潮流方程时,将系统用恒定电压源代替。算法在PSD-PF潮流程序中得到了实现,基于IEEE 9系统和南京西环网实际工程的算例验证了文中模型及算法的正确性和有效性。