本文關(guān)鍵詞：基于PSCAD的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)和機電暫態(tài)混合仿真研究

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【摘要】：隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,電網(wǎng)規(guī)模越來越大,同時,高壓直流輸電HVDC和柔性交流輸電FACTs等電力電子裝置的大量接入,使得電網(wǎng)的運行和維護變得日趨復(fù)雜。面對日益復(fù)雜的電力系統(tǒng),傳統(tǒng)仿真方式的不足日漸顯現(xiàn),因此,有必要對更能適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)的仿真方式進行研究。高壓直流輸電和柔性交流輸電等電力電子裝置以及局部交流系統(tǒng)的故障過程變化非常迅速,需要用電磁暫態(tài)仿真來研究其暫態(tài)過程中電壓和電流的快速響應(yīng)現(xiàn)象。但由于其受到計算機計算和存儲能力的制約,其仿真規(guī)模有限,難以對大規(guī)模電力網(wǎng)絡(luò)進行全網(wǎng)電磁暫態(tài)仿真。而機電暫態(tài)仿真基于元件的準穩(wěn)態(tài)模型,對系統(tǒng)的快速響應(yīng),難以實現(xiàn)精確仿真。為了彌補以上兩種仿真的缺陷,將電磁暫態(tài)仿真和機電暫態(tài)仿真結(jié)合起來,對需要被詳細研究的部分進行電磁暫態(tài)仿真,以便精確仿真快速響應(yīng)的特性；對外部交流系統(tǒng)進行機電暫態(tài)仿真,以提高仿真效率。本文介紹的電磁-機電暫態(tài)混合仿真算法將機電暫態(tài)仿真程序嵌入到商業(yè)電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC主程序中,利用PSCAD自帶的元件庫搭建電磁側(cè)子系統(tǒng)模型,并對其進行電磁仿真；調(diào)用機電暫態(tài)仿真程序?qū)ν獠拷涣骶W(wǎng)絡(luò)進行機電仿真,兩者通過接口母線進行數(shù)據(jù)交換,從而實現(xiàn)全網(wǎng)的數(shù)字仿真。電磁側(cè)子系統(tǒng)仿真時,機電暫態(tài)子系統(tǒng)采用戴維南等效電路來代替；機電側(cè)子系統(tǒng)仿真時,電磁側(cè)子系統(tǒng)采用等值功率源來代替。仿真算例通過混合仿真系統(tǒng)與全電磁模型的對比,驗證了基于PSCAD的混合仿真方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：電力系統(tǒng)仿真 電磁-機電暫態(tài)混合仿真 機電暫態(tài)自定義模塊 PSCAD
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景與意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-11
• 1.1.2 課題研究的意義11
• 1.2 電力系統(tǒng)數(shù)字仿真概述11-12
• 1.2.1 電力系統(tǒng)物理仿真與數(shù)字仿真11-12
• 1.2.2 電力系統(tǒng)實時仿真與離線仿真12
• 1.3 電磁暫態(tài)和機電暫態(tài)混合仿真研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要工作13-15
• 第2章 機電暫態(tài)仿真程序的實現(xiàn)15-25
• 2.1 電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學模型15-19
• 2.1.1 同步發(fā)電機模型15-17
• 2.1.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)模型17-19
• 2.1.3 支路模型與負荷模型19
• 2.2 機電暫態(tài)仿真程序的實現(xiàn)19-21
• 2.2.1 時域仿真分析具體方法20
• 2.2.2 機電暫態(tài)仿真程序流程20-21
• 2.3 機電暫態(tài)程序準確性驗證21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于PSCAD的混合仿真算法研究25-37
• 3.1 電磁暫態(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC25-29
• 3.1.1 PSCAD/EMTDC簡介25-26
• 3.1.2 PSCAD用戶自定義模塊26-27
• 3.1.3 PSCAD/EMTDC與Matlab的接口27-28
• 3.1.4 PSCAD/EMTDC與C的接口28-29
• 3.2 電磁-機電暫態(tài)混合仿真原理29
• 3.3 機電側(cè)網(wǎng)絡(luò)接口等值電路29-32
• 3.3.1 單端口戴維南等值電路29-30
• 3.3.2 多端口戴維南等值電路30-32
• 3.4 電磁側(cè)網(wǎng)絡(luò)接口等值電路32-34
• 3.4.1 傳統(tǒng)dq變換法32
• 3.4.2 基于單相變換平均值法的dq120變換32-34
• 3.5 混合仿真接口數(shù)據(jù)交互時序34-36
• 3.5.1 串行數(shù)據(jù)交互方式34-35
• 3.5.2 并行數(shù)據(jù)交互方式35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第4章 電磁-機電暫態(tài)混合仿真的實現(xiàn)37-45
• 4.1 混合仿真的實現(xiàn)方法37-40
• 4.1.1 電磁側(cè)子系統(tǒng)的實現(xiàn)38
• 4.1.2 機電側(cè)子系統(tǒng)的實現(xiàn)38
• 4.1.3 接口的實現(xiàn)38-40
• 4.2 四機十節(jié)點算例驗證40-42
• 4.3 綏中加500kV線路系統(tǒng)算例驗證42-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 結(jié)論與展望45-47
• 5.1 本文結(jié)論45-46
• 5.2 工作展望46-47
• 參考文獻47-51
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果51-52
• 致謝52

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本文編號：803443