变电站数字物理混合仿真培训系统的研究及应用

摘要

随着我国电网规模的扩展，电力元件的多样化，电力系统的动态特性也变得更为复杂。为了能更好地适应电网规划以及对电力系统二次设备校验的需要，满足电力系统人员的培训需求，对电力系统仿真系统的要求也越来越高。
　　以220kV变电站为研究对象，研究开发了由数字实时仿真系统和二次物理设备相结合的220kV变电站数字物理混合仿真系统。其中数字实时仿真系统的硬件组成包括:计算机、通讯卡、输入输出接口以及功率放大器等。其软件部分则包括:电磁-机电暂态仿真系统、图形化电力系统仿真建模系统等模块。
　　分析了电力系统主要一次元件的动态、静态特性并建立其数学模型，研究了电磁、机电暂态过程仿真的实时算法。采用分网并行计算的方法实现电磁-机电暂态混合仿真，在电磁侧与机电侧的接口处设计了等值电路、研究了数据交换时序的实现方式以及不同网络间数据转换的方法。
　　所研制开发的220kV变电站数字物理混合仿真系统具有实时性、可扩展性、成本较低等特点，并将所研制开发的数字物理混合仿真系统成功地应用于220kV变电站系统仿真研究，模拟分析了多种故障类型，验证了该仿真系统的正确性。

目录

声明

摘要

1．1 选题背景及依据

1．2 电力系统仿真技术的发展历程

1．2．1 电力系统动态模拟

1．2．2 数模混合仿真系统

1．2．3 全数字实时仿真系统

1．2．4 基于微机的实时仿真系统

1．3 本次主要研究内容及工作

第2章 数字物理混合仿真系统建模及算法

2．1 数字仿真建模

2．1．1 同步发电机模型

2．1．2 变压器模型

2．1．3 线路模型

2．1．4 断路器模型

2．1．5 故障模型

2．2 数字仿真算法

2．2．1 电磁暂态算法

2．2．2 机电暂态算法

2．3 本章小结

第3章 数字物理仿真系统接口技术

3．1 接口技术介绍

3．2 机电侧与电磁侧接口

3．2．1 接口基本原则

3．2．2 接口位置的选择

3．2．3 接口处等值电路

3．2．4 数据交互时序

3．3 电磁侧与实际物理装置接口

3．4 本章小结

第4章 数字物理混合仿真培训系统组成及实现

4．1 系统总体设计

4．2 系统结构

4．3 仿真一次主接线图及保护配置

4．3．1 仿真一次主接线图

4．3．2 保护设备配置

4．4 数字仿真系统的硬件配置及专用技术

4．4．1 数字仿真主机

4．4．2 高速光纤通讯系统

4．4．3 信号转换及输入输出系统

4．4．4 电压、电流功率放大器

4．4．5 数字仿真系统专用技术

4．5 本章小结

第5章 数字物理混和仿真系统的测试及应用

5．1 数字物理混合仿真系统基本测试

5．1．1 单装置测试

5．1．2 闭环测试

5．2 数字物理混和仿真系统应用实例

5．2．1 2921金红线A相接地故障，开关拒动

5．2．2 Ⅰ母故障母联2530开关失灵

5．3 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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