BPA电网模型自动导入DIgSILENT的研究和开发

为了实现将BPA的电网模型自动导入到DIgSILENT/PowerFactory中,提高在DIgSILENT中进行大电网建模的工作效率,分析了BPA和DIgSILENT中一次设备的数学模型,给出了这两种仿真软件在一次设备模型参数间的转换公式。研究了DIgSILENT提供的DGS接口和DPL编程语言的功能和技术特点,总结了BPA电网模型导入DIgSILENT的工作步骤。研究确定了VC6和DPL相结合的技术实现方案,设计了用于将BPA电网模型自动导入到DIgSILENT的工具软件的总体结构、功能和流程,开发实现了该工具软件。最后分别用3机9节点算例和北京电网等值系统对其测试,通过对比两个仿真软件的一次设备模型参数和潮流计算结果,验证该工具软件达到了设计的要求。     

基于图形化系统的机电暂态模型到电磁暂态模型的自动生成方案研究

为提高PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真建模效率,提出了一种利用图形化平台和现有的机电暂态BPA模型数据,实现BPA机电暂态模型到EMTDC电磁暂态模型的快速自动生成方案。通过解析BPA模型和EMTDC模型,实现了模型的自动转换,并通过对模型进行自定义实现了EMTDC中缺少模型的转换。根据图形化电网接线的拓扑信息及图元信息,快速自动生成psc格式的电磁暂态仿真文件,并能够将选中网络导出生成psc格式文件和对局部网络在EMTDC中进行自动等值。最后,通过故障仿真对生成的EMTDC电磁暂态模型进行了验证,结果表明自动生成的系统拓扑结构、模型参数等与原系统模型一致。     

基于PSO_GA算法BPA到PSASP数据转换

现存电力系统各商业软件的数据格式不统一,造成了大量异构数据源的存在,仿真软件间的数据交互困难.为解决该问题,提出基于PSO_GA算法电力系统仿真软件BPA到PSASP数据转换的方法,通过分析BPA、PSASP仿真软件中元件模型、控制模型的差异性,建立对应模型间的转换关系以及智能优化算法(PSO_GA)的目标函数及相关约束.利用PSO_GA混合优化算法修正目标转换软件中各模型的参数值,以实现电力系统仿真软件BPA到PSASP数据转换.通过IEEE 43节点的系统算例对BPA向PSASP数据转换过程进行了验证,证明了该方法对电力系统仿真软件数据转换的有效性,并能提高数据转换的准确度和算法的运行速度.     

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。     

基于中间数据库的PSS/E与BPA数据转换的研究

针对现有电力系统仿真软件PSS/E与BPA间存在的数据异构,不利于软件间数据共享和对比分析计算的问题,分析了基于中间数据库的异构数据源的转换方法,给出模式转换和数据转换实现过程;根据此方法将潮流数据和动态数据从源数据库中读出,通过PowerWorld中间数据库写入目的数据库,完成PSS/E与BPA异构数据的转换。以标准IEEE9节点系统为例进行数据转换和仿真对比分析,仿真结果显示PSS/E和BPA的潮流计算和暂态稳定性计算结果基本相同,证明数据转换是正确的。可见,基于该方法实现PSS/E与BPA的数据转换是可行的。     

风机脱网对系统稳定性分析

随着我国风电的飞速发展,带来了大规模风电投切的稳定性问题。主要研究大规模风电脱网对电力系统稳定性的影响,研究采用当今主流风电仿真软件DIgSILENT进行仿真分析,介绍风电大规模脱网对系统频率的影响,并阐述风机低电压穿越LVRT（LowVoltageRideThrough）问题。在DIgSILENT中建立了双馈感应风力发电机组模型,通过对IEEE-9节点系统的仿真分析,展示了系统故障期间各节点电压波动情况,定性分析了并网风机低电压穿越过程,并且仿真分析了风机脱网对电力系统暂态稳定的影响。     

电力系统BPA与PSS/E潮流数据转换研究

中国电力科学研究院引进开发的BPA仿真程序及德国西门子公司开发的PSS/E电力仿真程序,在电力系统数字仿真中得到了广泛应用。PSS/E仿真程序以其强大的仿真计算功能得到国内许多研究机构青睐,完成BPA程序到PSS/E程序数据的转换具有实际工程意义。本文采用Fortran语言编写转换程序,并以IEEE300节点纯交流输电系统、IEEE四机两区域交直流并联模型以及南网2013丰大系统模型作为实际仿真算例。仿真结果表明,本文提出的转换思路能有效完成BPA到PSS/E潮流数据的转换。     

BPA向PSCAD模型转换的研究

电力系统电磁暂态仿真是测试继电保护装置性能的重要手段,也是分析交直流混合输电系统可靠性的重要方法.目前国内对电网动态仿真大都是对机电暂态过程的仿真,故电网数据也按照机电暂态仿真软件数据格式存储,从而造成了电磁暂态仿真数据的匮乏.在详细分析了机电暂态仿真软件BPA与电磁暂态仿真软件PSCAD差别的基础上,介绍了一种BPA向PSCAD的自动模型转换的实现方法,为电力系统电磁暂态仿真提供可靠的数据支撑,并且通过算例在2种软件下的电气拓扑结构和动态特性的比较,验证该转换方法的有效性和准确性.     

基于改进遗传算法电力系统仿真软件间模型参数转换研究

现存电力系统各商业软件的模型结构和参数不统一,造成了大量异构数据源的存在,仿真软件间的数据交互困难。为解决该问题,提出了基于改进遗传算法(IGA)的模型参数转换方法。通过分析数据交互仿真软件的模型结构及参数设计的差异性,实现了电力系统仿真软件间的模型参数转换。在将IEEE 39节点算例的BPA仿真数据导入PSASP软件的过程中,基于改进遗传算法对PSASP中的动态模型进行了参数转换。并利用转换结果进行仿真计算,其结果与BPA软件的仿真结果基本一致。验证了该方法对电力系统仿真软件动态模型参数转换的有效性,并提高了电力系统仿真软件间数据交互的准确度。     

面向电力仿真系统异构性的CIM扩展方法

针对公用信息模型(common information model,CIM)中与电力系统仿真相关的元件类及其拓扑关系,分析了CIM在机电暂态分析建模应用方面的不足,对CIM中同步电机类和能量用户类(用于负荷建模)的属性进行了扩展,并根据IEEE标准励磁系统的定义新建了励磁模型类。设计并实现了仿真信息交换测试系统,结合国内常用的BPA和PSS/E仿真软件构建了测试环境,以新英格兰10机39节点系统为对象进行了仿真测试,结果验证了模型扩展的有效性。     

基于DIgSILENT的机网协调控制及动模验证

具有联络断面弱、小网、大负荷特征的工业电网,发生故障及断面解列时容易造成系统稳定性破坏问题,为此提出DIgSILENT仿真平台用于源网荷储协调系统的暂态分析和控制器开发。提出了结合安全稳定控制系统、机网协调器、电力系统稳定器、励磁系统及调速系统于一体的工业电网数字孪生系统,根据实测参数对自动装置的控制器进行了建模和比对。基于DSL编程设计了机网协调控制器,对电压控制、频率控制和功率控制整定参数,验证了对频率电压稳定性的影响,实现了联络断面功率的灵活调配。利用实时数字仿真器(RTDS)进行了机网协调装置和稳控装置的硬件闭环动模试验。给出了DIgSILENT仿真与RTDS仿真结果的对比,验证了DIgSILENT仿真机网协调控制的准确性和有效性。     

基于PSASP与DIgSILENT/PowerFactory软件的风电机组建模与仿真研究

在详细分析普通异步风电机组各模块数学模型的基础上,运用PSASP的用户程序接口(UPI)建立了用于动态仿真的风电机组的暂态计算模型,使用该模型对一典型风力发电系统进行了仿真计算,并将结果与DIgSILENT/PowerFactory软件建立的风电机组模型的计算结果进行了对比分析,研究结果表明:运用PSASP/UPI建立的风电机组暂态稳定模型具有较好的工程实用性,能够准确地模拟风电机组的动态性能,仿真结果具有较高的准确度和可信度。     

基于Bagging集成学习的电力系统暂态稳定在线评估

针对传统机器学习在处理暂态稳定评估时所表现出的稳定性差、精度低等问题以及离线训练的局限性,提出一种基于多模型融合Bagging集成学习方式的电力系统暂态稳定在线评估模型。首先,结合人工智能前沿理论研究,分析了暂态稳定评估中常用的7种机器学习算法的原理及实现方式,通过Bagging方法进行集成,充分发挥各个模型的优势。其次,给出Bagging集成的数学实现方法并进行了仿真实验。当原系统拓扑结构发生改变时,采用Boosting算法和迁移成分分析,分别对原电网历史数据进行样本迁移和特征迁移,完成对所提模型的在线更新。通过采用IEEE10机39节点系统和IEEE16机68节点系统进行分析,结果表明所提方法比传统机器学习模型精度更高。当数据中掺杂噪声时能够保持稳定运行,在系统拓扑改变时能够通过迁移历史数据进行准确的暂态稳定评估。     

适用多机系统分析的异步化同步发电机动态模型

通过对异步化同步发电机(asynchronized generator,ASG)基本方程进行不同程度的简化,在转子dq轴系下导出适用于仿真分析多机环境下ASG动态行为的实用模型。该实用模型包含2阶恒定磁链模型、不计阻尼绕组的4阶模型和计及阻尼绕组的6阶模型。基于牛顿法和隐式梯形积分法设计实现了上述实用动态模型的时域仿真程序,并用单机无穷大系统和含2台异步化同步发电机的新英格兰混合10机39节点系统验证了模型的正确性及其对多机系统动态仿真的适应性。该文是进一步分析复杂多机系统中ASG动态行为以及应用ASG改善大电网动态性能等相关工作的研究基础。     

基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度的暂态稳定最优励磁控制

为进一步降低电力系统暂态稳定控制代价,提出通过最优控制系统快速动态装置的设定值来保证系统在故障情况下的暂态稳定性。基于单机无穷大母线等值和轨迹灵敏度法,提出暂态稳定最优励磁控制二次规划模型,通过调整发电机电压调节器参考电压设定值来控制系统的稳定性。根据单机无穷大母线等值,在暂态稳定最优励磁控制模型中引入严格的暂态稳定判据;并借助轨迹灵敏度和稳定裕度指标提高计算效率。采用稳定裕度指标后避免寻找临界稳定轨迹,从而节省大量仿真时间。在新英格兰39节点10机系统和某省级692节点138机实际系统上的仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。     

基于dq统一频率变换的电力系统宽频带仿真与分析

随着高比例新能源电力系统的电力电子化特征凸显,电力系统宽频带仿真面临挑战.首先介绍了基于dq统一频率变换建模的基本理论,分析了基于dq统一频率变换建模与准静态相量建模的异同点.而后基于该基本理论,建立了同步发电机、双馈风力发电机和电力网络的多尺度仿真模型.进一步针对系统仿真和分析中的电网高维问题,提出了系统网络简化方法...     

基于RGA的FACTS控制器之间的交互影响研究

多台FACTS控制器之间的交互影响与协调是FACTS技术应用中亟待解决的问题,介绍了采用相对增益矩阵(RGA)方法,分析了多机电力系统中多台柔性交流输电系统(FACTS)控制器之间的交互影响。通过对4机两区域系统以及新英格兰系统两个实例的分析研究,分别采用频域分析、特征值分析以及时域仿真三种方法来验证RGA所得的结论,证明了RGA方法可以用来分析FACTS间的交互现象。     

TCSC自适应逆推控制器设计

针对可控串联补偿器TCSC(Thyristor Controlled Series Compensator)的动态过程和发电机阻尼系数不能精确测量的情况，将含有TCSC的单机无穷大系统用一个三阶微分方程表示，用自适应逆推方法设计了TCSC稳定控制器。在系统模型中考虑了TCSC的动态过程．同时保留了系统的非线性特性，运用自适应增益控制律进行参数的实时估计。仿真结果表明设计的TCSC稳定控制器能快速抑制振荡，保证单机无穷大系统的暂态稳定。