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电力系统长期电压稳定全过程混合动态仿真

作　者: 陈文广
导　师: 刘明波
学　校: 华南理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 长期电压稳定详细模型准稳态模型连续参数全动态过程混合仿真
分类号: TM743
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 68次
引　用: 1次
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内容摘要

仿真分析是研究电力系统长期电压稳定的基本方法。在现有的仿真方法中,全时域(FTS)仿真最为精确,但因为所有元件均采用详细模型,仿真速度很慢；准稳态(QSS)仿真快速但还太粗略,如无法判别暂态电压失稳,对离散装置的动作时刻和次序判断不够准确等；基于连续参数的准稳态(CQSS)仿真在鞍结分岔(SNB)点附近仍能保持良好的收敛性,但研究表明,在离散装置相继动作后CQSS的仿真轨迹逐渐偏离失真,还需要改进。因此研究一种适用于长期电压稳定的精确而又快速的仿真方法具有十分重要的意义。本文通过将FTS、QSS和CQSS仿真三种方法有机结合,取长补短,并通过适当的切换,提出了一种新的长期电压稳定仿真方法：全过程混合动态(FHD)仿真法。论述了FHD仿真的详细模型和准稳态模型,并对励磁、电枢电流限制器和综合负荷进行了建模。通过将QSS和FTS的仿真结果进行对比,发现在剧烈扰动触发离散装置连锁动作的情况下,系统不一定能保持暂态稳定性而进入后续的长期动态过程,且QSS仿真对离散装置的判断不准确导致系统轨线偏离真实轨线。而FHD仿真法在故障后和离散装置动作后首先采用详细模型的FTS仿真,保留了系统的机电暂态过程,克服了QSS仿真不能判别暂态失稳和对离散装置的判断不准确的缺陷；当系统机电暂态平息后,转入QSS仿真以加快仿真速度；当系统运行到SNB点附近时,通过切换到改进的CQSS仿真,在保证精度不降低的前提下很好地解决了雅可比矩阵奇异引起的收敛性问题。因此,FHD仿真法是在保证准确性的前提下的快速仿真算法,适用于长期电压稳定仿真。最后以FTS仿真为准绳,将FTS、QSS和FHD三种仿真算法分别应用于New England10机39节点系统和IEEE 50机145节点系统。通过对仿真结果进行对比分析,证实了QSS仿真的局限性和FHD仿真的适用性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-18
  1.1 选题背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-16
    1.2.1 系统建模  11-13
    1.2.2 动态仿真  13-16
  1.3 本文主要工作  16-18
第二章数学模型  18-32
  2.1 元件详细模型  18-26
    2.1.1 发电机  18-19
    2.1.2 励磁系统  19-20
    2.1.3 调速系统  20-21
    2.1.4 电力系统稳定器  21-22
    2.1.5 通用励磁、电枢电流限制器  22-24
    2.1.6 综合负荷  24-26
  2.2 元件准稳态模型  26-32
    2.2.1 发电机及励磁系统  26
    2.2.2 调速系统  26-27
    2.2.3 有载调压变压器  27
    2.2.4 通用励磁、电枢电流限制器  27-30
    2.2.5 综合负荷  30
    2.2.6 电力网络模型  30-31
    2.2.7 全系统综合集成模型  31-32
第三章四种仿真方法  32-40
  3.1 全时域仿真方法  32
  3.2 准稳态仿真方法  32-33
  3.3 基于连续参数的准稳态仿真方法  33-37
    3.3.1 基本原理  33-36
    3.3.2 基于连续参数的准稳态仿真方法的改进  36-37
  3.4 全过程混合动态仿真方法  37-40
第四章算例分析  40-60
  4.1 New England 10机39节点系统  40-48
    4.1.1 故障一:按区域增负荷+断线  41-45
    4.1.2 故障二:切机+按节点增负荷  45-48
  4.2 IEEE 50机145节点系统  48-60
    4.2.1 故障一:扰动远离限制器  48-54
    4.2.2 故障二:扰动靠近限制器  54-60
结论  60-62
参考文献  62-64
附录  64-82
攻读硕士学位期间取得的研究成果  82-84
致谢  84-85
附答辩委员会对论文的评定意见  85

电力系统长期电压稳定全过程混合动态仿真

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