电力系统全数字实时仿真装置在宁夏电网的应用研究

摘要

随着电网建设步伐的加快，宁夏电网逐渐发展成为一个火电、风电、光伏和水电等多类电源共济的送端电网。网架结构复杂性及运行方式多样性显著提高，电网稳定控制策略日趋复杂，电网中不稳定因素增多。于是对电网规划能力、调度控制手段、继电保护和安全自动装置运行水平提出了愈来愈高的要求，这就需要应用先进的电力系统仿真技术作为辅助工具来提高系统安全运行水平。 本文首先介绍了宁夏电科院引进的中国电科院开发的电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS)。ADPSS可以对大电网进行机电暂态-电磁暂态混合仿真计算，并可以利用物理接口外接物理装置建立闭环连接进行数字、物理混合仿真。利用这一功能我们开展了关于安稳策略验证、继电保护装置检测、事故分析等一系列仿真研究工作。 首先在ADPSS中建立宁夏全网的机电暂态模型及针对重点研究区域建立电磁暂态模型。将ADPSS与安全稳定控制装置建立闭环连接，进行宁东-山东±660kV直流输电系统故障时的安稳控制策略验证，结果表明，安稳装置根据控制策略执行切机计划后控制作用明显，系统维持稳定运行。随后进行了大规模电解铝负荷投入后对宁夏电网继电保护影响的仿真检测，通过在电解铝负荷内部及附近区域设置各种类型系统故障，对与运行装置同型号的线路保护进行闭环检测，并做出检测结论。最后对一次重合闸软件版本不匹配造成保护不正确动作问题进行了仿真分析。这种在真实大电网背景下进行的装置检测及仿真验证结果更准确，更贴近实际，更具有参考价值。 本文的研究工作开创了宁夏电网仿真检测的历史，使宁夏电网的仿真技术应用迈上了一个新的台阶，也将为宁夏电网的安全稳定运行提供更多更有力的技术支撑。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 仿真系统构成及基本功能

2．1 系统构成

2．1．1 主要硬件系统构成

2．1．2 软件支持系统

2．1．3 主要技术特征

2．1．4 仿真步长

2．2 仿真系统功能

2．2．1 电网分析计算

2．2．2 电力系统故障再现和分析

2．2．3 物理装置检测

2．3 本章小结

第3章 建立宁夏电网数字仿真模型

3．1 机电暂态模型

3．1．1 同步发电机数学模型

3．1．2 变压器数学模型

3．1．3 交流线数学模型

3．1．4 负荷模型

3．1．5 建立宁夏全网机电暂态模型

3．2 电磁暂态模型

3．2．1 ETSDAC技术特点

3．2．2 对比验证

3．2．3 建立宁夏电网电磁暂态模型

3．3 本章小结

第4章 直流输电系统故障时安稳装置的控制策略验证

4．1 控制策略

4．2 计算建模

4．2．1 机电-电磁暂态分网

4．2．2 ETSDAC计算建模

4．3 闭环仿真验证

4．4 结论与建议

第5章 大规模电解铝负荷投入对宁夏电网继电保护影响验证

5．1 仿真建模

5．2 保护测试方案

5．3 线路保护配置

5．4 保护测试

5．4．1 徐莲Ⅰ线中点A相金属性短路接地故障

5．4．2 徐莲Ⅰ线中点A相经100 Ω过渡电阻接地

5．4．3 徐莲Ⅰ线中点BC相间短路故障

5．4．4 徐莲Ⅰ线中点BC相问短路接地故障

5．4．5 徐莲Ⅰ线中点三相短路故障

5．5 本章小结

第6章 数字仿真在继电保护不正确动作分析中的应用

6．1 现场异常情况介绍

6．2 异常情况分析

6．2．1 保护软硬件介绍

6．2．2 保护异常行为分析

6．3 仿真验证

6．3．1 现场异常情况重现

6．3．2 进一步试验验证

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 工作展望

参考文献

攻读专业硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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