电力系统机电-电磁暂态混合仿真接口算法的精度和计算效率的改进研究

摘要

随着我国的超/特高压直流输电工程的不断建设，特高压交直流电网的网架结构越来越复杂，交直流系统之间的相互影响越来越凸显，特别是直流系统的快速控制特点对整个交直流系统的动态特性有着举足轻重的影响。电力系统机电-电磁暂态混合仿真技术能在对大规模电力系统进行机电暂态仿真的同时，对局部快速响应过程进行详细的电磁暂态仿真，具有很大的工程实用价值。
　　本文基于PSD-PSModel混合仿真程序，对混合仿真接口算法进行深入研究。提出一种线性多相耦合电感、电容、电阻支路的并联实现算法，提高了接口算法中机电侧等值网络的电磁暂态仿真精度。提出一种兼顾非周期分量的最小二乘法和基于 FFT拟合算法相结合的曲线拟合方法，提高了接口算法中电磁暂态仿真结果的等值精度。提出一种等值导纳矩阵基于电流修正的负电阻处理算法，提高混合仿真程序计算的稳定性。本文还提出一种基于纯机电暂态对比的混合仿真接口算法正确性验证方法，并对改进精度的PSD-PSModel混合仿真接口程序进行了正确性测试。
　　为提高混合仿真程序的计算速度，本文通过研究电磁仿真并行计算的常用方法，提出一种基于机电暂态侧解网的混合仿真多线程并行计算方法，将电磁侧子系统解耦，采用多线程的程序设计思想实现PSD-PSModel混合仿真电磁暂态子程序的多线程并行计算。本文对采用多线程并行算法的混合仿真程序进行了仿真正确性和计算速度的测试，采用了多线程并行计算的混合仿真程序能够极大提高处理器的利用率和仿真计算的速度，具有非常实用的工程价值。本文最后结合实际应用算例，介绍了PSD-PSModel混合仿真程序在研究实际电网问题中的应用。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 电力系统数字仿真概述

1.3 电力系统机电-电磁暂态混合仿真技术概述

1.4 混合仿真技术的研究现状

1.5 本文主要内容

第2章 PSD-PSModel混合仿真接口算法

2.1 引言

2.2 混合仿真的电力系统网络划分

2.3 混合仿真的时序控制

2.4 混合仿真的网络等值与数据交换

2.5 混合仿真接口程序的计算流程

2.6 本章小结

第3章 混合仿真接口算法的深入研究和精度改进

3.1 引言

3.2 线性多相耦合支路并联实现的接口算法

3.3 电磁暂态瞬时结果的基波提取算法改进

3.4 端口等值导纳矩阵基于电流修正的负电阻处理算法

3.5 混合仿真接口算法的正确性验证方法

3.6 混合仿真接口算法计算正确性算例验证

3.7 本章小结

第4章 混合仿真多线程并行计算技术

4.1 引言

4.2 电磁暂态仿真常用的并行方法

4.3 机电暂态侧解网的混合仿真多线程并行算法

4.4 混合仿真多线程并行计算程序的计算流程

4.5 混合仿真并行算法仿真准确性及计算速度测试

4.6 本章小节

第5章 混合仿真在实际电网中的应用

5.1 引言

5.2 应用算例的计算任务

5.3 应用算例的混合仿真计算

5.4 应用算例的仿真结果与分析

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢