基于PSS/E的适用于电磁暂态仿真的动态等值方法研究

摘要

随着我国交直流大电网的发展，越来越多的大容量直流输电线路落点在同一个交流系统中，采用机电暂态仿真程序分析交直流大电网在交流系统发生不对称故障时可能会出现错误的结果，需要采用电磁暂态仿真方法。直接对大规模电力系统进行电磁暂态仿真是非常困难的，因此本文利用电力系统仿真软件PSS/E，重点研究了基于物理等效的动态等值方法，可以适用于电磁暂态仿真分析，主要内容包括：
　　 (1)对现有的适用于机电暂态仿真的动态等值方法与本文的适用于电磁暂态仿真的基于物理等效的动态等值方法进行了比较，了解了机电暂态仿真与电磁暂态仿真应用的区别，从而对本文适用于电磁暂态仿真的动态等值方法进行了深入研究，将系统按电压等级分层，等值前后系统短路容量保持不变，潮流结果基本一致，发电机容量和出力不变。对基于物理等效的动态等值方法提出了详细的等值步骤和实现方案，并用公式详细地表述了等值过程。
　　 (2)利用提出的基于物理等效的动态等值方案对浙江电网2008年的若干个500kV母线进行等值，并根据计算过程中遇到的实际问题对公式进行进一步的优化，进而总结等值工作经验，为IPLAN编程实现适用于电磁暂态仿真的动态等值方法奠定基础。对若干个500kV母线等值后的系统进行动态仿真分析，结果表明该方案是可行和有效的。
　　 (3)根据对浙江电网2008年若干个500kV母线节点等值的经验总结，利用PSS/E中IPLAN语言编制了程序，实现了基于物理等效的动态等值。该程序实现将系统按电压等级进行分层，保留系统电压等级较高的500kV及以上主干网架，将各个主干网架母线节点下属电压等级区域进行等值处理成标准结构，适用于电磁暂态仿真分析。利用该程序对浙江电网进行等值处理，比较等值前后系统的动态特性，结果表明等值效果较好，能够满足工程应用的需求。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1本课题的背景和意义

1.2交直流电力系统的机电暂态仿真和电磁暂态仿真

1.2.1机电暂态

1.2.2机电暂态仿真程序的特点

1.2.3电磁暂态

1.2.4电磁暂态仿真程序的特点

1.2.5机电暂态和电磁暂态的应用区别

1.3动态等值

1.3.1动态等值的概念

1.3.2动态等值方法以及研究现状

1.4本文所做的工作

第二章基于PSS／E的适用于电磁暂态仿真的动态等值方案

2.1 PSS／E概述

2.1.1 PSS／E潮流计算

2.1.2 PSS／E短路电流计算

2.1.3 PSS／E-30动态仿真

2.2适用于电磁暂态仿真的动态等值方法

2.3详细的等值方案和步骤

2.3.1正常情况下等值分析

2.3.2短路情况下等值分析

2.3.3综合分析过程

2.3.4牛顿-拉夫逊法求解等值参数的实现

2.3.5动态参数等值实现

第三章基于物理等效的等值方法的算例验证

3.1系统等值数据准备

3.1.1利用PSS／E得到等值机参数

3.1.2利用PSS／E计算500kV母线短路电流

3.1.3等值负荷和500kV母线电压参数获得

3.2系统等值数据计算实现

3.3原型系统与等值系统的结果比较

3.4本章小结

第四章适用于电磁暂态仿真的动态等值方法IPLAN程序实现

4.1引言

4.2程序实现方案

4.2.1 220kV环网问题的处理

4.2.2数据自动生成的实现

4.3 2008年浙江电网系统等值算例验证

第五章总结与展望

5.1全文总结

5.2研究工作展望

参考文献

附录 500kV母线三相短路故障系统动态响应曲线

致 谢

攻读硕士学位期间发表和录用的论文