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暂态稳定分析中励磁系统研究

作　者: 王秀秀
导　师: 房大中
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 暂态稳定励磁系统差分方程数学模型
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

随着全国联网的实现,电网的安全稳定运行受到很大挑战,如何快速、准确地把握电力系统的运行情况,并提供有效的指导信息,是保证全国联网经济运行的重要问题。因此,超大规模电力系统的实时仿真软件的开发日益迫切。同时要求用来计算的模型具有很高的准确性,计算出来的结果与实际相符,这样才能保证计算出来的结果有实际意义。2006年《国家电网公司电力系统安全稳定规定》中给出了进行系统暂态分析的励磁系统模型,作为我国电力系统稳定计算的标准励磁模型,本文的主要工作就是研究这些励磁模型在暂态稳定计算中的实现。本文首先概述了励磁系统的发展、工作原理以及在电力系统运行中所发挥的作用。接着详细介绍了励磁系统的各个环节的功能及数学模型。分析比较了机电暂态数值积分算法中微分-代数方程组两种数值解法——交替求解法和联立求解法,并介绍了一种综合了前面两种方法优点的算法——双向迭代算法。重点介绍了如何获得系统差分方程和状态变量初值,这是暂态稳定分析重要的一步,本文以直流励磁系统、交流励磁系统和静止励磁系统为例分别对其进行了详细介绍。最后在IEEE 4机11节点系统上对上述励磁系统模型的程序实现进行验证,从验证结果来看,用本文方法仿真结果与中国版BPA暂态稳定程序仿真结果吻合的非常好,从而本文方法的正确性得到验证。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章概述  7-12
  1.1 引言  7
  1.2 电力系统数字仿真  7-9
  1.3 课题的研究背景和意义  9-12
第二章励磁系统及电力系统稳定器概述  12-20
  2.1 励磁系统的概述和发展  12
  2.2 励磁系统的分类  12-13
  2.3 励磁系统的工作原理  13-15
  2.4 励磁系统及电力系统稳定器在电力系统中的作用  15-20
第三章发电机励磁系统的数学模型  20-33
  3.1 主励磁系统的数学模型  20-28
    3.1.1 直流励磁机的数学模型  21-22
    3.1.2 交流励磁机的数学模型  22-27
    3.1.3 静止励磁电源的数学模型  27-28
  3.2 电压测量与负载补偿环节  28
  3.3 幅值限制环节  28-31
  3.4 辅助励磁调节器——电力系统稳定器的数学模型  31-32
  3.5 励磁调节器的数学模型  32-33
第四章暂态稳定分析中励磁系统模型程序实现  33-51
  4.1 电力系统暂态过程及其数学模型  33-35
  4.2 电力系统机电暂态仿真积分算法  35-36
  4.3 暂态稳定分析的控制器数学模型  36-51
    4.3.1 直流励磁系统初值和差分方程  37-39
    4.3.2 交流励磁系统初值和差分方程  39-46
    4.3.3 静止励磁系统初值和差分方程  46-49
    4.3.4 电力系统稳定器PSS的初值和差分方程  49-51
第五章算例分析  51-67
  5.1 实验系统介绍  51-53
  5.2 EA励磁模型验证  53-57
  5.3 交流励磁模型验证  57-60
  5.4 静止励磁模型验证  60-63
  5.5 电力系统稳定器模型验证  63-67
参考文献  67-69
发表论文和科研情况说明  69-70
致谢  70

暂态稳定分析中励磁系统研究

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