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.     

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。     

基于组件技术的自定义建模在电网仿真中的应用

针对目前电网仿真系统中应用的自定义建模技术存在的模型求解精度不高、跨平台调用困难等问题,通过整体联立求解法对自定义模型的求解过程进行了改进,采用组件技术与用户自定义建模相结合的方式,开发了一套控制系统的环节组件库,实现了新型的自定义建模系统。该系统允许用户对电网仿真系统中的控制装置(励磁调节器、调速器、电力系统稳定器、FACTS控制器等)进行自定义建模,所建立的自定义模型以动态调用的形式与电网仿真系统相结合,提高了电网仿真系统的可复用性、建模灵活性和可扩展性。此自定义建模系统已成功应用于中国电科院开发的电网仿真系统中,对某具体算例进行的暂态稳定仿真分析结果验证了该系统的正确性。     

频域补偿特性等价的发电机励磁模型转换方法

国内外常用的电力系统仿真软件对发电机励磁模型定义存在差异。为解决不同仿真工具间的励磁模型不匹配问题,提出一种频域补偿特性等价的励磁模型转换方法,首先求取在基准频率下基于BPA/PSASP定义的中国化励磁模型各个环节的幅频补偿特性,计算励磁模型比例—积分—微分校正模块总体幅频补偿特性并据此反推与之匹配的IEEE标准励磁模型的参数。该方法可在避免大量自定义建模工作和初值平衡计算的前提下获取原有励磁系统的动态特性,实现绝大多数中国化励磁模型的转换。实际电网的时域仿真结果验证了所提方法的有效性。     

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。     

青藏直流输电无功功率控制PSASP用户自定义建模

基于电力系统分析软件包PSASP,使用其用户自定义功能,建立了详细的无功功率控制模型。该模型为用户自定义高压直流输电模型的一部分,其参照青藏直流系统,并经适当简化而得。主要包括无功功率发生计算模块、无功功率消耗计算模块、无功功率控制模块及换流站无功功率调节控制模块,给出了每个模块的建模方法及建模原则。最后通过在WEPRI-7 七节点系统,仿真验证了无功功率控制用户自定义模型对于交直流系统相互作用及稳定性分析的正确性及必要性。     

蒲石河抽水蓄能电站机组励磁系统参数建模与分析

介绍了辽宁蒲石河水电站的励磁系统建模试验,通过发电机空载状态下的动态试验和后期的建模仿真校验,改善了励磁系统对电网稳定的调节性能,并采用辨识技术得到可靠实际的励磁系统模型参数.     

RTDS的用户自定义建模方法及其应用

基于电力系统实时数字仿真系统RTDS提供的自定义建模环境CBuilder,本文提出了电力系统元件的自定义模型设计方法,开发了C语言描述的算法、可视化的图形外观、组件化的功能的自定义元件模型,通过编译和封装,生成与RTDS自带模型相同执行效率的动态链接库。本文以IEEE型EXST1静止励磁系统为例建立起自定义模型,并通过搭建特定的电网场景对自定义元件和RTDS自带的模型分别进行闭环测试,测试结果表明系统在初始化过程、机端电压参考值阶跃过程、系统在大扰动情况等条件下两者外特性基本一致,验证了本文方法的正确性。     

交流励磁变速恒频风力发电机的运行控制及建模仿真

探讨了交流励磁变速恒频风力发电系统的运行原理，分析了并网前、后双馈异步风力发电机的运行特点和控制目标，研究了基于定子磁链定向矢量控制技术的发电机并网控制和最大风能追踪控制。采用分开建模、分时仿真的思路，建立了包括并网控制和风能追踪两大模块的交流励磁变速恒频风力发电仿真系统。两个模块包括不同的发电机模型和控制策略，通过分时工作和数据转移的方式完成并网前、后整个过程的系统仿真。完整的仿真研究验证了交流励磁变速恒频风力发电机建模及控制的正确性与有效性。     

基于状态变量分析的有源配电网电磁暂态仿真自动建模方法

状态变量分析法是电力系统电磁暂态仿真中的一类重要方法,但复杂的建模过程限制了其在实际研究中的应用,对于配电网等大规模系统而言必须考虑易于程序实现的一般性建模方法。提出了一种面向有源配电系统电磁暂态仿真的状态空间自动建模方法,与传统方法相比充分考虑了当前配电网络的实际结构特点与元件特性,并通过选取适当的状态变量保证了模型规模较小、模型性质满足分析需要,同时特别易于算法的程序自动实现,为各种基于状态变量分析的电力系统电磁暂态仿真、分析、计算方法的研究奠定了基础。     

PSASP用户自定义程序在励磁系统及PSS建模中的应用研究

介绍应用"电力系统分析综合程序"中的用户自定义程序进行的励磁系统及电力系统稳定器的建模,以某IEEE 39节点系统作为测试算例进行仿真,经分析认为程序在读取仿真对象的拓扑关系方面存在问题,并提出按照传递函数顺序手动修改基本功能框顺序的解决建议。     

DTS动态仿真中的用户自定义建模

在调度员培训仿真器(DTS)动态仿真中提出了一种图形化的用户自定义建模(UDM)方法,讨论了其基本原理和程序的实现.这种UDM方法是在动态仿真主程序采用联立求解方法下实现的,因而在方便调度员使用的同时提高了仿真的精确度,实时数据库的采用提高了仿真的实时性.在海南电网上的仿真试验结果表明其仿真的精度和速度是满足要求的.     

发电机励磁系统建模试验的扰动信号输入法

为解决发电机励磁控制系统未预留测试信号输入端子从而难以进行建模试验的问题,提出一种通过电阻直接在励磁控制系统的发电机端电压输入端耦合加入伪随机二进制码(PRBS)信号或阶跃信号进行建模试验的方法;介绍了该方案在励磁系统试验中的具体实现方法,并通过在MATLAB/SIMULINK下的数字仿真分析了电阻耦合信号的特性。现场试验采用了停机测试及录波;数据预处理;利用智能辨识法辨识;模型校核4个主要步骤,通过数字仿真与实际录波的对比以及在国调标准下的校核,证明了该方案的有效性和实用性。     

发电机励磁系统实测建模与应用

基于励磁系统原始资料的实测建模技术,适用于大范围励磁建模,其建立的模型特性与励磁原型基本一致。文中介绍了建立的浙江省网完整的BPA和PSS／E软件的励磁系统模型参数,经浙江实际系统应用证明具有较好的适应性和可信性。     

直流励磁发电机组励磁系统参数测试建模及仿真校核

通过励磁系统的现场试验,采用电力系统分析综合程序PSASP中的励磁系统模型,得出可用于电网稳定计算的柘溪水电厂6号发电机组励磁系统的实测模型和参数。文章总结了使用PSASP进行励磁系统参数仿真的步骤,并给出试验数据与仿真数据的对比结果,结果验证了上述方法的正确性和实用性。     

遗传算法在发电机励磁系统参数辨识中的应用

利用遗传算法所具有的自学习能力和非线性特性,解决励磁系统中非线性环节的辨识问题。通过建立待辨识励磁系统的模型,以励磁系统的实际输入作为模型的输入,利用遗传算法对模型参数进行优化,最终得到满足励磁系统建模要求的参数。用MATALAB下的仿真结果和现场试验结果进行对比,表明该算法能够较准确地辨识出励磁系统各个环节的参数。     

基于现场试验及程序仿真的发电机励磁系统模型参数确认

励磁系统在电力系统的规划与控制领域有着非常重要的作用,精确的模型结构与参数是选择有效控制手段和整个电力系统仿真准确性的基础.现场试验是励磁系统建模的一个重要环节.本文对励磁系统原始数学模型参数的确认、计算模型的选择及模型参数的校核进行了详细的论述,以期读者对发电机励磁系统模型参数辨识有较为全面的了解.