电力系统分析软件在微网仿真中的应用

<正>DIgSILENT/Power Factory是由德国DIgSILENT GmbH公司开发的一套电力系统电磁、机电暂态混合仿真软件。DIgSILENT软件提供了全面的电力系统元件的模型库,包含了几乎所有常用的电力系统分析功能,如潮流、短路计算、机电暂态及电磁暂态计算、谐波分析、小干扰稳定分析等。把机电暂态分析模型与电磁暂态分析模型结合到一起,使得其既能对电网的暂态故障进行分析,又能研究长期的电能质量问题及控制方法。     

BPA向PSS/E的数据转换及暂态稳定比较研究

BPA和PSS/E均为机电暂态仿真软件,两者潮流数据和暂态模型具有较好的相似性,在对BPA和PSS/E两种仿真软件的暂稳态数学模型分析和比较的基础上,提出了BPA向PSS/E数据转换的详细方法,并通过某交直流系统进行仿真测试,对潮流计算结果和稳定计算结果进行了对比分析,仿真结果表明两者潮流基本一致,暂态仿真结果相似,暂稳态过程基本吻合,表明BPA数据可以准确的转换为PSS/E数据,实现数据共享.     

基于MATLAB和PSASP的电力系统仿真研究

MATLAB是一种新型的电力系统仿真工具．PSASP是国内权威的一种机电暂态仿真软件,为此,运用MATLAB和PSASP两种仿真工具对电力系统潮流、线路短路电流和电压、暂态稳定进行计算和分析比较,得出结论：MATLAB软件适于小规模电力系统的仿真,便于考虑控制策略和模型复杂程度,而PSASP适于大规模电力系统的仿真。     

应用电力仿真软件PSS/E计算网络可用传输能力

可用输电能力(ATC)是指导电力市场交易的重要指标,对系统规划与运行具有重要影响;PSS/E是一种有效的机电暂态分析软件,利用其快速的潮流计算功能及扩展接口可进行ATC指标的计算分析,为电网规划与系统分析人员提供便利。引入ATC指标的定义及主要解算方法,详细分析了PSS/E软件基于直流潮流和交流潮流的ATC计算模型和流程,以及用于N-1故障严重性排序的两种行为性指标。针对IEEE30节点系统算例进行比较分析,计算结果表明了软件ATC指标计算和应用的可行性。     

基于ATP-EMTP的大型电力系统暂态稳定仿真

提出采用电磁暂态仿真软件EMTP的ATP版本作为大规模电力系统的暂态稳定仿真工具,用以解决机电暂态仿真程序所不能仿真的电力电子的快速暂态过程、非线性元件模型和系统不对称运行.通过对固定串补不同模型的分析,说明采用ATP-EMTP进行暂态稳定计算的必要性.通过对江苏苏北电网的ATP-EMTP和电力系统分析综合程序(PSASP)的潮流和暂态稳定的对比试验,验证了用ATP-EMTP进行大规模电力系统暂态稳定仿真的可行性.     

基于自定义模式的PSASP与PSS/E数据模型转换与仿真对比

为实现电力系统仿真软件PSASP和PSS/E之间的数据共享,对软件中的发电机模型和负荷模型及功能进行计算对比分析,采用C++语言编程,实现PSASP数据格式向PSS/E数据格式的转换。通过将转换程序模块设计为动态链接库形式,电力系统仿真软件可以更方便地调用该模块。以实际电网为例,分别计算了潮流、短路电流以及暂态稳定等功能。对比结果证明了转换程序模块的正确性及工程实用性。     

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。     

抑制低频振荡的高肇直流阻尼控制器功能分析

为适应南方电网网架结构的变化,满足电网安全稳定运行的需要,对南方电网高肇直流阻尼控制器功能进行分析和研究。分析了基于微分代数方程的直流阻尼控制器机理及控制器在机电、电磁暂态软件中的结构,并通过机电暂态分析软件对高肇直流阻尼控制器关键参数和控制环节进行了详细的校核计算,提出了具体的控制参数优化方案,实例仿真证明了控制器的有效性。     

电流互感器暂态特性合成试验系统电源控制方法

为实现对大电流暂态合成电源装置进行检测控制,研究了合成电源的控制方法,设计了一套由数据采集卡、DSP板和PC机组成的控制系统.控制系统包括控制和监测两个模块,监测模块监测充电电流、电压、工频稳态电流、直流暂态电流峰值及其衰减时间.控制模块包括工频电源控制系统和直流电源控制系统,前者完成工频电流以及无功补偿单元的控制,后者完成充电电流的控制、触发时间控制、选相合闸控制以及时间常数控制.为了实现工频分量回路电流和直流分量回路电流的信号同步功能,采用了将双线性变换ⅡR滤波器和三次样条插值算法结合的过零检测算法进行零点计算.试验结果表明,文章所研制的检测控制系统具有安全可靠、数据采集处理快、触发准确等特点,满足暂态合成电源电流电压及状态信号的处理要求.     

基于DSP和LabVIEW的分布式电能质量监测装置设计

设计和开发了一套以DSP和虚拟测量技术为核心的分布式电能质量实时监测装置。装置由EOC模块、馈线监测单元以及监控单元3个部分组成。EOC模块主要实现母线电压高速采样,并将采集数据通过以太网送至监控单元进行瞬态扰动的监测、定位与分类;馈线监测单元对馈线的监测数据实时采集、处理;监控单元对各采集单元上传的数据进行进一步分析和处理,实现数据存储和管理。用于母线电压暂态分析的Mallat算法由监控单元的软件实现,而用于馈线电压和电流分析的数字滤波、加窗、软件定频采样法、线性插值以及FFT运算等工作主要由DSP芯片完成。因此,该监测装置可以对一个变电站所有母线暂态电压以及馈线的状态进行实时监测与分析。     

交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研究新进展

综述了以电力系统分析软件为基础的交直流电力系统多时间尺度全过程仿真和建模研究的新成果。在仿真方面的新成果有电力系统机电暂态-电磁暂态混合仿真、机电暂态-中长期动态全过程仿真、大规模电力系统小扰动稳定性计算、短路电流计算、静态电压稳定计算、最优潮流计算等;在建模方面的新成果有发电厂电力系统模型、发电机励磁和调速系统新模型、风力发电、直流输电系统模型、FACTS装置模型、负荷模型、保护与控制系统模型等。这些研究成果丰富和完善了交直流电力系统仿真能力,进一步提高了我国电力系统仿真与建模的技术水平。     

实用柔性直流输电系统建模与仿真算法

针对两端VSC-HVDC系统结构和控制量特征,提出了一种实用的交直流混合系统潮流求解算法,算法效率高且不会影响原系统收敛特性;建立了以VSC与交流系统接口、直流侧输电系统以及控制系统为主要模块的机电暂态仿真模型,并提出基于小步长积分的动态特性精确模拟算法,与电磁暂态仿真结果对比,验证了模型与算法的有效性。交直流混联系统仿真表明,配置附加控制器后,利用VSC-HVDC快速功率可控性,可提高混联电网稳定特性。     

直流机电暂态仿真建模及与电磁暂态仿真的对比

对直流输电的机电暂态仿真模型进行了深入研究。推导了适用于整流侧和逆变侧的换流器通用数学模型,分析了换相失败的判断方法,同时对逆变侧定关断角控制器的模拟方法进行了详细分析。在机电暂态仿真软件中搭建了含有直流输电详细模型的测试系统。为了深入分析直流输电机电暂态模型的精确度,以直流输电逆变侧不同程度的故障对比了机电暂态仿真结果与电磁暂态仿真结果。结果表明:机电暂态仿真计算是理想化的,它对换相失败临界点的判断与电磁暂态仿真存在偏差;在发生换相失败故障时,机电暂态模型响应曲线与电磁暂态模型基本一致,机电暂态模型的有效性得到了验证。     

适用于混合仿真的戴维南等值阻抗改进求取算法

由于基于机电暂态数据获得的机电侧系统戴维南等值阻抗参数难以体现接口发生故障后机电侧系统的电磁暂态特性,文中提出了一种基于电磁暂态短路仿真的机电-电磁暂态混合仿真机电侧戴维南等值阻抗改进求取算法。该算法是基于一种不受各次谐波影响的系统时间常数求取方法,通过全电磁暂态模型的接口位置设置2次不同接地电阻的三相短路故障,联立时间常数方程计算得到机电侧系统的等值阻抗信息。与传统的基于机电暂态模型通过单位电流注入法计算出的等值阻抗相比,文中方法计算出的等值阻抗能够更准确地体现接口发生接地故障后机电侧系统的电磁暂态特性,从而提升了机电-电磁暂态混合仿真故障期间和故障后的仿真精度。     

基于频率相关网络等值的电磁–机电暂态解耦混合仿真

机电暂态稳定分析程序和电磁暂态程序均不能单独用于大规模交直流系统的仿真研究。开发一套基于频率相关网络等值的电磁–机电暂态解耦混合仿真系统。首先,介绍该系统的功能框架和软件模块构成。其次,给出电磁暂态侧和机电暂态侧等值电路的求取方法。然后,讨论传统诺顿等值电路与频率相关网络等值的区别,并介绍系统仿真交互时序与仿真流程。最后,采用一个纯交流系统和一个交直流混合系统的算例检验基于频率相关网络等值的混合仿真系统的仿真精度。     

PSASP分布式计算平台在电网机电暂态分析中的应用

介绍PSASP分布式计算平台的主要模块、功能和优点,应用PSASP分布式计算平台分析河北省南部电网500 kV线路N-1故障机电暂态、计算结果和计算耗时,认为PSASP分布式计算平台在多种方式下对N-1故障效果显著.     

BPA与SIMPOW应用于电力系统仿真研究

电力系统数字仿真对电网规划设计与运行分析有着非常重要的作用,文中对中国电力科学研究院的BPA与ABB公司的SIMPOW两个电力系统数字仿真软件进行了仿真功能、数学模型的对比分析,通过算例,验证两个程序在潮流计算和暂态稳定计算结果的一致性,并对SIMPOW软件的自定义建模功能进行了实例分析。     

实用高压直流输电稳态模型及潮流算法解析

交直流混合输电系统的潮流计算是静态安全分析以及暂态稳定、电压稳定、小干扰特征值等分析计算的前提和基础。深入解析和理解电力系统广泛应用的商业计算软件中高压直流输电系统的数学模型、混合系统潮流求解算法,并掌握影响收敛性的相关因素,对提高大电网分析人员的计算效率具有重要意义。首先推导了国内广泛应用的BPA潮流计算软件中,双端高压直流输电系统的准稳态模型;解析了交直流潮流交替求解算法流程;通过对一双端高压直流输电系统的潮流解轨迹的计算和分析,揭示了交直流系统的相互影响特性;总结了决定特高压直流运行状态和交直流潮流收敛特性的影响因素。     

基于功率解耦控制的并网光伏发电系统机电暂态模型

提出了一种新的适用于电力系统机电暂态仿真的并网光伏发电系统模型。从光伏发电系统稳态潮流模型出发,兼顾电力系统机电暂态仿真要求和现有光伏电磁暂态模型建模特点,将光伏输出的功率近似解耦,用滤波电路两端的电压相角差、逆变器调制比分别计算并网有功、无功输出,模拟光伏发电系统在稳态和暂态过程中的内外部特性。在电力系统综合分析程序(Power System Analysis Software Package, PSASP)的UD模块中建立模型,通过在光照、电网故障扰动情况下的仿真结果和PSASP自带光伏模型的结果进行对比,验证所建模型的正确性。该模型不但考虑了无功控制,还具有封装性好、计算速度快等优点,对大型光伏接入发电系统的暂态稳定分析具有较好的适应性,可以在大规模光伏并网的相关研究方面提供有效的支持与借鉴。     

协调分布式潮流控制器串并联变流器能量交换的等效模型

由分布式潮流控制器的特性出发,建立了反映内部3次谐波能量动态交换的基于电流注入法和功率解耦控制法的分布式潮流控制器等效数学模型,设计了以3次谐波能量平衡为基础的串并联控制器。基于电力系统全数字仿真装置(ADPSS)的电磁暂态仿真功能和用户自定义模型功能,分别建立了分布式潮流控制器的仿真平台;基于该电磁暂态实验平台,通过分布式潮流控制器等效模型与电磁暂态模型仿真结果的对比分析,验证了所建分布式潮流控制器等效数学模型的正确性;基于机电暂态中用户自定义模型功能,在WSCC9系统和某500kV实际电网进行了稳态功率调控实验,证明了所建模型的有效性。