大规模交直流系统电磁暂态仿真关键技术

为了准确模拟交直流系统的交互影响特性,有必要采用电磁暂态仿真分析方法。提出了一种将机电暂态仿真模型数据快速转换成对应的电磁暂态模型数据的方法。先在PSS/E中对大规模交直流系统进行等值简化,再将PSS/E中简化后的系统通过编程方法快速转换为PSCAD/EMTDC中电磁暂态仿真模型,最终在PSCAD/EMTDC中搭建出详细的交直流系统电磁暂态模型。运用所提方法对一个实际电网进行稳态验证和三相对称交流故障下的暂态仿真计算,验证结果表明,通过所提方法转换得到的PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真结果与PSS/E机电暂态仿真结果一致,证明利用所提方法搭建的电磁暂态仿真模型是有效的。     

基于PSS/E和PSCAD/EMTDC联合仿真的交直流系统混合仿真研究

机电—电磁联合仿真技术兼顾机电暂态仿真和电磁暂态仿真二者优点,可应用于交直流输电系统仿真研究中,基于PSS/E与PSCAD/EMTDC联合仿真技术,对南方电网进行直流系统电磁暂态建模及交流系统机电暂态建模,并进行实例仿真研究,通过不同仿真工具的仿真曲线对比分析,说明机电—电磁混合仿真技术的优越性.研究结果表明,机电—电...     

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。     

基于直流系统故障响应特征的机电暂态建模方法

针对机电暂态下直流及其控制系统模型不能反映实际系统动态特性的问题,提出了一种基于直流电压故障响应特征的直流系统建模新方法。分析了直流系统机电暂态模型与电磁暂态模型的差异,确定了影响直流系统动态特性的关键性因素。进而提出利用直流系统电磁暂态模型在故障期间的特征,来改善机电暂态模型的关键思路。最后,借助PSCAD/EMTDC下的详细仿真,提炼了直流电压故障响应特征,并以交流系统故障类型和换流母线电压跌落情况为条件,将该响应特征引入机电暂态直流换流器模型中。利用所提方法在PSS/E环境下搭建了直流系统的自定义模型,相关仿真结果验证了建模方法的实用性。     

图论在BPA模型向PSCAD模型自动转换中的应用

机电暂态仿真工具 BPA 在我国得到了广泛应用,对同一网络通过 PSCAD/EMTDC 仿真时,通常根据 BPA 模型数据文件的网络拓扑结构及元件参数在 PSCAD/EMTDC 中手动重新建模,该方式费时、费力且容易出错.为此,基于图论的关联矩阵、深度优先搜索等理论,先根据 BPA 网络数据重新生成网络树,计算网络节点坐标,确定网络元件模型结构及参数,完成 BPA 的电网系统数据向 PSCAD/EMTDC的模型转换,自动转换后的系统网络具有与原系统相同的网络拓扑结构及等效的元件参数,提高了在 PSCAD/EMTDC 中进行电网建模的效率及精度     

大规模交直流混联电网RTDS快速建模方法

为提高大规模交直流系统实时数字仿真器(RTDS)建模的效率,提出了一套将各种常用机电暂态数据文件统一转换为RTDS模型的成套流程方法。对PSS/E-RSCAD数据转换时关键元件的模型对应关系及存在的问题进行了对比分析,从电力系统抽象建模、动态等值、数据预处理和数据转换等方面详细介绍了大规模交直流系统RTDS建模的关键技术。开发了一套常用机电暂态软件至RTDS的数据移植软件,并成功应用于浙江电网的RTDS快速建模研究。对称故障下的仿真结果表明,系统转换前后稳态和暂态特性相一致,验证了RTDS快速建模方法的有效性。     

全频段交流系统等值与谐波计算程序的研发

在直流输电工程设计过程中,交流系统等值和背景谐波计算是一个必不可少的环节,为克服目前使用的电力系统分析程序交流全频等值和谐波分析功能的问题,研发了基于PSS/E和BPA数据格式的文件研发全频段交流系统等值和背景谐波计算程序。该程序利用PSS/E或BPA的数据文件,建立元件在谐波频率下的数学模型;采用单一频率下正弦稳态网络的节点分析法,扫描计算交流系统的等值阻抗和背景谐波。同时,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对程序得到的结果进行验证,结果非常吻合。故该全频段交流系统等值与谐波计算程序可为国内直流输电工程设计提供有用的工具。     

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。     

基于EMTDC的混合仿真算法研究

针对现有混合仿真算法缺乏灵活性和通用性的问题,提出了应用商业软件PSCAD/EMTDC实现混合仿真的方法.该方法可用PSCAD程序自带的元件图形库方便地搭建柔性交流输电系统(FACTS)元件及其控制器电路,对其进行精确的电磁暂态仿真;其间可以调用嵌入的机电暂态仿真程序(TSP)对外部系统进行功角仿真,从而实现全系统的混合仿真.新方法不用编制电磁暂态仿真程序,简化了仿真过程,提高了混合仿真的可靠性.     

基于EMTDC的混合仿真算法研究

针对现有混合仿真算法缺乏灵活性和通用性的问题,提出了应用商业软件PSCAD/EMTDC实现混合仿真的方法。该方法可用PSCAD程序自带的元件图形库方便地搭建柔性交流输电系统(FACTS)元件及其控制器电路,对其进行精确的电磁暂态仿真;其间可以调用嵌入的机电暂态仿真程序(TSP)对外部系统进行功角仿真,从而实现全系统的混合仿真。新方法不用编制电磁暂态仿真程序,简化了仿真过程,提高了混合仿真的可靠性。     

±660kV银东直流换相失败仿真分析

换相失败是直流系统常见故障,可能引发直流闭锁等严重后果.借助电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC,确定了±660 kV银东直流双极运行方式下的换相失败临界电压,然后将该值用于机电暂态仿真程序PSS/E中,分析了山东电网三相短路故障对士660 kV银东直流的影响,并对预防换相失败的措施进行了探讨.该方法兼顾了大规模电网直流换相失败研究的精度和效率,可为山东电网安全稳定措施的制定提供更有效的依据.     

基于PSCAD/EMTDC的变压器保护建模仿真

基于PSCAD/EMTDC软件对变压器保护装置进行建模,测试各种故障情况下,采用合理的保护算法,保护元件的动作情况。在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中,以自定义元件为基础,结合实际线路和变压器构建模型,建立主保护逻辑,验证了数字式变压器保护装置的性能。结果证明,利用该软件建模能识别各种不同故障下励磁涌流和内部故障电流,利用FORTRAN语言编写的自定义保护元件模型能正确动作。     

含风电的电力系统不对称故障后机电恢复特性修正方法研究

在发生不对称故障情况下,风电系统机电暂态仿真结果与电磁暂态仿真结果间存在较大的差异,严重影响了仿真系统稳定性评估的准确性。为减少在不对称故障情况下风电系统机电暂态仿真与电磁暂态仿真间的误差,文中提出了一种基于数据挖掘的风电系统机电暂态仿真恢复特性曲线修正方法,并给出了其机电仿真的主要误差评价指标。最后,以PSCAD/EMTDC上风电系统的电磁暂态仿真曲线为标准响应曲线,以PSASP上风电系统机电暂态仿真曲线为目标,通过构造相应的样本库和修正算例进行验证,仿真结果说明了所提出方法的有效性和评价指标的合理性。     

±660 kV银东直流换相失败仿真分析

换相失败是直流系统常见故障,可能引发直流闭锁等严重后果。借助电磁暂态仿真程序PSCAD/EMTDC,确定了±660 kV银东直流双极运行方式下的换相失败临界电压,然后将该值用于机电暂态仿真程序PSS/E中,分析了山东电网三相短路故障对±660 kV银东直流的影响,并对预防换相失败的措施进行了探讨。该方法兼顾了大规模电网直流换相失败研究的精度和效率,可为山东电网安全稳定措施的制定提供更有效的依据。     

图形用户界面/电磁暂态软件在继电保护中应用

简单介绍了图形用户界面/电磁暂态(PSCAD/EMTDC)仿真软件的主要应用和元件模型,阐述了PSCAD/EMTDC中继电保护元件库及其使用方法,利用PSCAD/EMTDC进行了电力系统继电保护系统的建模和实例仿真,取得了良好的仿真效果。实践证明PSCAD/EMTDC的应用,对电力系统继电保护的科研和生产具有很好的辅助作用。     

基于PSCAD/EMTDC的高压直流输电控制系统的仿真分析

利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建了一个背靠背直流输电系统模型,并在稳态运行和故障运行两种状态下进行仿真分析,给出了仿真波形和结论分析。仿真结果表明,在PSCAD/EMTDC环境下建立的直流控制系统具有较好的调节性,可以为实际工程以及研究工作提供参考。     

电力系统机电/电磁暂态仿真数据转换系统

针对目前电力系统机电暂态仿真与电磁暂态仿真各自相对独立的现状,从电力系统机电暂态/电磁暂态转换仿真的需求出发,提出并编程实现了一种基于PSS/E和EMTP软件的电力系统机电/电磁暂态仿真转换系统,该系统可以直接将机电暂态仿真数据转换为电磁暂态仿真数据,为机电暂态与电磁暂态两种原本相对独立的仿真搭起了桥梁。并以实际上海电网为例,结果表明该系统能准确地实现电力系统机电暂态仿真到电磁暂态仿真数据的成功转换。     

并网光伏发电系统的通用性机电暂态模型及其与电磁暂态模型的对比分析

针对并网光伏发电系统电磁暂态模型复杂、计算速度慢的问题,提出了一种并网光伏发电系统的通用性机电暂态模型。该模型不包含电器元件及高频开关器件,由纯粹的数学计算完成,模型简单、计算速度快。在PSCAD/EMTDC中对该机电暂态模型进行了仿真,得到的结果与电磁暂态模型的仿真结果吻合,且仿真时间大大减少,从而验证了该机电暂态模型的正确性及有效性。该通用性机电暂态模型为大规模并网光伏电站的仿真建模等提供了模型参考,具有实用价值。     

基于PSCAD/EMTDC的传输线路故障仿真研究

为了研究传输线路发生故障时电路中的电压和电流的变化情况,利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对输电故障线路进行了建模,并在此基础上对其进行仿真分析。仿真结果表明,在PSCAD/EMTDC环境下建立的模型能够比较准确地描述在暂态过程中输电系统的动态特性,为现场运行以及故障分析提供参考。     

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.