ADPSS与PSCAD电磁暂态模型自动转换系统的研究与开发

摘要

PSCAD/EMTDC作为最早一批电力系统分析软件，其精确性已经受到研究人员的认可，大量的系统模型是在PSCAD/EMTDC环境下建立的。而ADPSS作为具有我国自主知识产权的全数字实时仿真系统，具有性价比高、扩展性好等优点，越来越多的模型需要在ADPSS上建立，因此在这两个软件间实现数据文件相互转换是非常必要的。然而对于研究人员来说，人工完成二者模型间转换不仅效率低，而且出错率高。为解决两种软件间模型转化困难的问题，本文提出了一种PSCAD/EMTDC与ADPSS的电磁暂态模型双向自动转换方法，从图形转换与参数转换两个角度对模型转换进行了研究。
　　对于图形，本文针对两个方向的转换分别进行了研究。在将模型的图形由PSCAD/EMTDC转到ADPSS时，由于ADPSS中一次系统与二次系统拓扑组织形式不一致，需分别对一次系统与二次系统进行拓扑解析。首先对一次系统形成节点关联矩阵，筛选出母线节点，最后合并多余母线，完成母线的解析;对于二次系统，本文采用由输出节点搜索其输入节点的方法，可避免回溯以加快解析速度;最后以深度优先搜索算法解析出元件端点的相位以及母线的基准电压。在将模型的图形由ADPSS转到PSCAD/EMTDC时，本文基于元件端口动态特性，对其端点坐标进行计算，并提出一种可避免错误交叉连接的自动布线方法。最后以IEEE14节点算例对双向的图形转换进行验证。
　　对于参数，本文针对电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC与ADPSS模型上的差异，主要以发电机、变压器、换流器等几种典型元件为例，对参数转换的基本思路与难点进行了阐述。通过对两者间的模型进行对比研究，对其具体参数进行转化，最后开发了PSCAD/EMTDC与ADPSS间模型自动转换软件。
　　最后，本文提出一种基于PRONY变换的模型转换可信度评价方法。通过PRONY分析，分别从频率、阻尼、幅值三个方面对转换前后仿真波形的可信度进行了定量分析。以CIGRE和IEEE14标准算例为例，对转换前后波形的可信度进行了对比。仿真结果基本一致，验证了所提出的转换方法的正确性。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景和意义

1．2 模型转换的国内外研究现状

1．3 论文的主要工作

第2章 电磁暂态模型图形转换研究

2．1 PSCAD／EMTDC向ADPSS图形转换算法

2．1．1 一次系统拓扑分析

2．1．2 二次系统拓扑分析

2．1．3 解析元件端点相位

2．1．4 解析母线基准电压

2．2 ADPSS向PSCAD／EMTDC图形转换算法

2．2．1 ADPSS与PSCAD／EMTDC拓扑组织形式

2．2．2 基于端口动态特性的端点坐标计算方法

2．2．3 避免错误连接的自动布线方法

2．3 算例分析

2．3．1 PSCAD／EMTDC转ADPSS拓扑转换验证

2．3．2 ADPSS转PSCAD／EMTDC拓扑转换验证

2．4 本章小结

第3章 电磁暂态模型参数转换研究

3．1 ADPSS与PSCAD／EMTDC系统元件概述及对应关系

3．2 典型元件的模型对比及参数转换

3．2．1 Park同步电机

3．2．2 三相两绕组变压器

3．2．3 六脉冲换流器

3．2．4 三相时控开关

3．2．5 三相分布参数线路

3．2．6 值控开关

3．3 ADPSS与PSCAD／EMTDC共同支持的元件模型

3．4 本章小结

第4章 基于PRONY变换的模型转换可信度分析

4．1 残差分析

4．2 基于PRONY变换的模型转换可信度分析

4．2．1 PRONY变换原理

4．2．2 频率相似度指标

4．2．3 阻尼相似度指标

4．2．4 幅值相似度指标

4．3 算例分析

4．3．1 PSCAD／EMTDC转ADPSS算例分析

4．3．2 ADPSS转PSCAD／EMTDC算例分析

4．4 本章小结

第5章 总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢