基于网络分割的电力系统机电暂态仿真方法研究

摘要

随着电网规模的不断扩大，电力系统暂态仿真的难度也逐渐提高，因此，对基于网络分割方法的机电暂态仿真方法的研究对现代电力系统有着重要的意义。本文根据机网分割和网络区域分割两种方法，对基于恒阻抗负荷的电力系统机电暂态仿真的方法就进行了深入的研究和分析。
　　基于发电机实用模型，利用梯形数值积分法，建立了用于电力系统机电暂态仿真的发电机组时域离散等值模型。模型变量由发电机机端电压和电流组成。在x-y轴坐标系中，该模型的导纳参数随发电机功角变化。这将导致电力系统的机电暂态仿真方程系数矩阵随各发电机功角而变化，加大了仿真的计算量。为此，提出了发电机组的近似等值模型，模型结构由导纳参数和电流源并联形式构成。该模型消除了发电机组等值模型导纳参数随功角变化的因素，减少了仿真的计算量。
　　基于电力网络的恒阻抗负荷模型，研究了机网分割的电力系统机电暂态仿真算法。通过切割发电机组与电力网络的连接线路，将系统分解为发电机子系统和由恒阻抗负荷组成的电力网络子系统。利用线性网络等值方法建立了由恒阻抗负荷组成的电力网络等值建模。给出了由发电机等值模型和电力网络等值模型以及由发电机近似等值模型和电力网络等值模型组成的互联系统的计算方法。
　　考虑电力系统的区域互联特性，利用分裂节点电位法将电力系统分解为若干个区域子系统。区域子系统由发电机和恒阻抗负荷组成。基于发电机组的等值模型和近似等值模型，研究了区域子系统等值模型的建立方法，并以此研究了由区域子系统等值模型组成的互联系统的计算方法。
　　以新英格兰10机39节点系统为例，基于恒阻抗负荷，对提出的子系统等值模型和分裂算法进行了仿真验证。在不同的故障类型下，通过与PSASP仿真结果的对比，验证了提出的模型与方法是正确的，且具有较好的数值计算精度和稳定性。提出的电力系统机电暂态仿真方法易于实现并行计算。

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第1章 绪 论

1.1 课题的研究背景及目的意义

1.2 网络分割方法的研究现状

1.3 网络等值方法的研究现状

1.4 本文的主要研究内容

第2章 同步发电机组等值动态模型

2.1 引言

2.2 发电机组时域等值动态模型

2.3 发电机组离散时域等值动态模型

2.4 发电机组近似离散等值动态模型

2.5 本章小结

第3章 基于机网分割的机电暂态仿真方法研究

3.1 引言

3.2 电力网络机网分割方法及网络等值模型

3.3 基于恒阻抗负荷的机网分割机电暂态仿真方法

3.4 系统仿真流程

3.5 算例分析及仿真验证

3.6 本章小结

第4章 基于网络区域分割的机电暂态仿真方法研究

4.1 引言

4.2 网络区域分割方法

4.3 区域分割子系统等值模型

4.4 区域分割互联系统机电暂态仿真计算方法

4.5 系统仿真流程

4.6 算例分析及仿真验证

4.7 本章小结

结论

参考文献

附录1 发电机组实用模型参数及矩阵

附录2 10机39节点系统数据

攻读硕士学位期间发表的论文

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