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《電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第30卷第12期Vol.30No.122006年6月25日J(rèn)une25200653電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真程序設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)柳勇軍1!梁旭1!閡勇1!胡明亮21.清華大學(xué)電機(jī)系電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室北京市1000842.深幼殷圖科技發(fā)展有限公司北京公司北京市100083摘要!電力系統(tǒng)混合仿真對(duì)常規(guī)電力系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真9對(duì)重點(diǎn)關(guān)注的局部網(wǎng)絡(luò)或者特定元件采用電磁暫態(tài)仿真O它綜合考慮了機(jī)電暫態(tài)過程和電磁暫態(tài)過程的相互影響9為研究大規(guī)模電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性提供了新的思路O文中基子自主開發(fā)的
2、機(jī)電和電磁暫態(tài)混合仿真程序9結(jié)合具體的接口算法9設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)混合仿真系統(tǒng)平臺(tái)9并提出了一種新的數(shù)據(jù)時(shí)序交互方式以及在此基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)通信和同步控制算法O所建立的仿真平臺(tái)代碼透明可控9功能易子擴(kuò)展9提高了仿真的靈活性和效率O最后給出的仿真算例證實(shí)了所提出的方案的可行性及接口算法的正確性O(shè)關(guān)鍵詞!電力系統(tǒng)仿真;混合仿真;數(shù)據(jù)交互;同步控制;程序設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)!TM7430引言TS和電磁暫態(tài)程序TE核卜算法部分以Fortran語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)與接口處理相關(guān)的程序通過近幾年來隨著區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)高壓直流輸電D
3、LL文件控制其他部分以C++語(yǔ)言開發(fā)HVDC和靈活交流輸電系統(tǒng)FACTS等電力電1.1機(jī)電暫態(tài)程序TS子設(shè)備不斷投入系統(tǒng)運(yùn)行反映不同物理現(xiàn)象和動(dòng)TS采用正負(fù)和零序相量模式進(jìn)行計(jì)算發(fā)電態(tài)特征的機(jī)電暫態(tài)過程和電磁暫態(tài)過程相互交織機(jī)采用合適階數(shù)的微分方程表示網(wǎng)絡(luò)采用基波復(fù)使得電力系統(tǒng)的分析日趨復(fù)雜傳統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)仿阻抗的形式描述機(jī)電暫態(tài)過程分析的實(shí)質(zhì)可以歸1真或電磁暫態(tài)仿真技術(shù)漸顯不足電力系統(tǒng)的快結(jié)為如下一組微分代數(shù)方程組的求解速發(fā)展對(duì)仿真技術(shù)也提出了新的要求和挑戰(zhàn)cx電力系統(tǒng)混合仿真技術(shù)將2種方法很好地
4、結(jié)合=fxyct1起來對(duì)常規(guī)電力系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)仿真其中的局O=gxy部網(wǎng)絡(luò)或者特定元件采用電磁暫態(tài)仿真為研究大式中x表示微分方程組中描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的狀規(guī)模電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)特性提供了新的思態(tài)變量y表示代數(shù)方程組中系統(tǒng)的運(yùn)行變量路根據(jù)對(duì)計(jì)算結(jié)果精度要求的不同以及研究間題傳統(tǒng)的混合仿真系統(tǒng)平臺(tái)大都利用成熟的機(jī)電的性質(zhì)可采用相應(yīng)復(fù)雜程度的元件數(shù)學(xué)模型6和電磁暫態(tài)商業(yè)程序以其中一個(gè)為主程序另外一本文采用交替迭代的方法求解式1有效降低2-4個(gè)作為子程序嵌入其中根據(jù)這些程序提供的自了聯(lián)立求解的方程的規(guī)
5、模在一定程度上彌補(bǔ)了算定義函數(shù)或者模型來設(shè)計(jì)接口算法整個(gè)過程屬于法在收斂速度上的不足計(jì)算精度也能夠滿足工程黑箱操作編程較為復(fù)雜缺乏靈活性需要而且交替迭代法利用接口電流將動(dòng)態(tài)元件計(jì)本文所研制的混合仿真系統(tǒng)平臺(tái)采用自主開發(fā)算與網(wǎng)絡(luò)計(jì)算分離物理意義清晰明確有利于新元的機(jī)電暫態(tài)和電磁暫態(tài)仿真程序它們獨(dú)立參與混件模型的加入和混合仿真的實(shí)現(xiàn)合仿真計(jì)算不分主次源代碼根據(jù)需要可以自由修1.2電磁暫態(tài)程序TE改系統(tǒng)功能易于擴(kuò)展提高了混合仿真的靈活性TE采用abc三相瞬時(shí)值模式進(jìn)行計(jì)算發(fā)電機(jī)并且基于該仿真平臺(tái)驗(yàn)證了文
6、獻(xiàn)5所提出的接口用經(jīng)典派克方程描述網(wǎng)絡(luò)采用微分方程或偏微分算法的正確性方程來描述網(wǎng)絡(luò)中的元件差分離散化后得到一系列等值電阻和等值電流源的并聯(lián)形式構(gòu)成暫態(tài)計(jì)1機(jī)電和電磁暫態(tài)程序算等值電路然后通過差分后的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣進(jìn)行混合仿真中采用的是自主開發(fā)的機(jī)電暫態(tài)程序求解TE可以模擬系統(tǒng)任意組合下的運(yùn)行和擾動(dòng)狀收稿日期12005-12-19;修回日期12006-02-18O況包括各種短路故障和斷線故障以及多重故障國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目(50323002)O等542006s30<12>TE提供了各種真實(shí)可
7、靠的電力系統(tǒng)元件模程可看出s兩側(cè)在仿真過程中都不需要延時(shí)等待s各[6]型s包括發(fā)電機(jī)~變壓器~輸電線~電動(dòng)機(jī)~電源~斷自并行計(jì)算s因而提高了仿真速度s為實(shí)時(shí)混合仿真路器~電流互感器~電壓互感器以及與發(fā)電機(jī)控制相創(chuàng)造了條件[8]但在計(jì)算本側(cè)某一機(jī)電步長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)關(guān)的~IEEE標(biāo)準(zhǔn)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器~調(diào)速器和電力系統(tǒng)時(shí)s采用的都是上一機(jī)電步長(zhǎng)對(duì)側(cè)的等值參數(shù)信息s[7]穩(wěn)定器因而影響了混合仿真的計(jì)算精度特別在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)s接口點(diǎn)電壓和電流將會(huì)發(fā)生突變s如果2混合仿真平臺(tái)程序設(shè)計(jì)初始化采用這種并行數(shù)據(jù)交互方式
8、s則對(duì)側(cè)網(wǎng)絡(luò)的故障信2.1系統(tǒng)潮流計(jì)算初始化息難以得到及時(shí)~準(zhǔn)確~充分的傳遞s也無法正確反首先根據(jù)系統(tǒng)的原始信息和參數(shù)進(jìn)行機(jī)電暫態(tài)映對(duì)側(cè)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化對(duì)本側(cè)造成的影響模式下的潮流計(jì)算s得到相關(guān)節(jié)點(diǎn)和支路的初始非狀態(tài)變量和狀態(tài)變量s作為混合仿真的初始變量系統(tǒng)可能在開始仿真時(shí)有些振蕩s因而需要等它達(dá)到穩(wěn)態(tài)后才開始混合仿真計(jì)算2.2網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和信息初始化初始化混合仿真中網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)數(shù)據(jù)和信息s包括元件名稱與支路號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系~網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣圖2TS和TE井行數(shù)據(jù)交互方式存取信息等Fig.2Par
