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电力系统仿真软件概述一概述 (1)二软件介绍 (1)一）BPA 程序 (1)二）电磁暂态程序EMTP/ATP (2)三）直流电磁暂态计算程序( PSCAD/EMTDC) (2)四）NETOMAC程序 (3)五）电力系统分析综合程序( PSASP) (3)六）其它电力系统仿真软件 (4)三电力系统仿真软件综合分析 (4)一概述目前国内获得广泛应用的电力系统仿真软件主要有3大类：1．机电暂态仿真，如PSASP、BPA以及PSS/E等；2．电磁暂态仿真，如EMTP/ATP、PSCAD/EMTDC 、NETOMAC、SIMPOW等；3．数模混合实时仿真，如RTDS。
这些主要用来进行潮流计算、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、控制保护仿真等。
目前国内外应用较广的主要有: ( 1) 邦纳维尔电力局( Bonneville Power Administration BPA) 开发的BPA 程序和EMTP ( Electromagnetic Transients Program) 程序；( 2) 曼尼托巴高压直流输电研究中心( Manitoba HVDC Research Center ) 开发的PSCAD/EMTDC( Power System Computer AidedDesign/Electromagnetic Transients Program including Direct Current) 程序；( 3) 德国西门子公司研制的电力系统仿真软件( Network Torsion Machine Control NETOMAC) ；( 4) 中国电力科学研究院开发的电力系统分系综合程序( Power System Analysis Software Package PSASP) ；( 5) Math Works 公司开发的科学与工程计算软件MATLAB。
二软件介绍一）BPA 程序1）概述BPA 程序是美国联邦政府能源部下属邦纳维尔电力局(BPA) 计算方法开发组自二十世纪60 年代初期开发的大型电力系统离线分析程序。
电力系统仿真软件综述李广凯,李庚银(华北电力大学 电气系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,河北保定071003)摘 要:随着现代电力系统网络规模的不断扩大和电网电压等级的不断升高,电力系统规划、运行和控制的复杂性亦日益增加,因此在电力系统的生产和研究中仿真软件的应用越来越广泛。
重点分析了BPA、EM T P、PSCAD/EM T DC、NE TOM AC和PSAS P等几种主要的电力系统仿真分析软件的结构、功能特点和应用情况,综合比较了它们的优势,并简要介绍了M AT LAB、PSPICE、PSS/E、ETM SP、SYM POW和EDSA等仿真软件,最后展望了电力系统仿真软件的未来发展方向。
关键词:电力系统仿真软件;BPA;EM TP;PSCAD/EM T DC;PS ASP中图分类号:TM743 文献标识码:A 文章编号:1008-0686(2005)03-0061-05 The Summary of Power System Simulation SoftwareLI Guang-kai,LI Geng-yin(K e y L aboratory of P ow er Sy stem Protection and Dy namic S ecurity M onitoring and Control und er M inistry of E d ucation,N orth Ch ina E lectric Pow er Univ ersity,B aod ing071003,China)Abstract:Because the m odern pow er system scale is larg er and larger and the v oltag e rank is higher and hig her,the co mplex ity of layout,operation and contro l fo r po w er system is enhanced increasingly.T he applications of pow er system sim ulation software are w idely and widely in the pro duction and research of po w er sy stem.T he structure,function,char acter istics and applications of so me kinds of mainly pow er sy stem sim ulation softw are are discussed in this paper such as BPA,EMT P,PSCAD/EM T DC,NE-TOM AC and PSASP.T he adv antages of them are co mpared.Some kinds of sim ulation so ftw are are intro-duced sim ply such as M ATLAB,PSPICE,PSS/E,ET MSP,SYM POW and EDSA.Finally the dev elo p-ment direction of pow er system sim ulation softw are is prospected.Keywords:pow er system simulatio n softw are;BPA;EMT P;PSCAD/EM TDC;PSASP0 引言电力系统是一个大规模、时变的复杂系统,而且在国民经济中有非常重要的作用,电力系统数字仿真已成为电力系统研究、规划和设计的重要手段。
收稿日期:2002208218 作者简介:汤建华(19732),男,四川乐山人,四川大学电气信息学院硕士研究生,研究方向:自适应控制。
文章编号:100622475(2003)0420029203用NET OMAC 实现控制系统模型仿真汤建华,刘玉生,朱 明(四川大学电气信息学院,四川成都 610065)摘要:NET OM AC 是一种在统一的数据文件基础上对电力系统进行各种仿真计算的大型软件。
本文将NET OM AC 应用于控制系统,利用它的控制器基本模块,通过改变数据文件的相关参数,实现对系统模型的仿真。
关键词:NET OM AC ;数据文件;控制器中图分类号:TP273+.2 文献标识码:AModel Simulation for Control System in NETOMACT ANGJian 2hua ,LI U Y u 2sheng ,ZH U Ming(School of E lectronic Engineering and In formation Science ,S ichuan University ,Chengdu 610065,China )Abstract :NET OM AC is a large s oftware for simulations and com putations in power system based on a uniform data document.Through using the basic m odule of NET OM AC controller and altering the parameters of data document ,NET OM AC is applied in control system to realize the simulation of the system m odel.K eyw ords :NET OM AC ;data document ;controller0 引 言在仿真领域中,有很多种适用软件,它们应用广泛,各有其优缺点。
一个大型集成化的电力系统仿真计算软件——NET OM AC韩祯祥 张 琦 徐 政(浙江大学电机系 310027 杭州)摘 要 介绍了德国西门子公司的大型集成化电力系统仿真软件N ETOM A C 的特点、功能及其应用。
它可以模拟电力系统中几乎所有的元件,能进行电磁暂态、机电暂态、稳态等各种电力系统过程的仿真计算,并且开放性好,提供了较强的用户自定义功能。
关键词 电力系统 仿真 计算 软件1997-05-15收稿。
0 前言电力系统计算机仿真是用数学模型代替实际电力系统,在计算机上用数值方法对系统的运行特性进行试验和研究的过程。
仿真计算软件已成为电力科研工作者进行系统规划、设计,确定运行方式,进行事故分析,开发保护和自动装置等工作的重要工具。
现代电力系统规模不断扩大,线路、发电机等元件数以万计,运行方式复杂多变,新型灵活交流输电(FA CT S )装置等新设备不断涌现,这些都对仿真软件的功能和精度提出了更高的要求。
N ETOM A C (netw o rk to rsi on m ach ine con 2tro l )是德国西门子公司研制的电力系统仿真软件[1～3]。
自70年代初期开始,经过20多年的开发、使用和发展,N ETOM A C 程序不断完善,功能日益强大,在世界各国尤其是欧洲拥有一定的用户。
N ETOM A C 程序的特点是:(1)元件模型全。
它可详细模拟电力系统几乎所有的元件,包括避雷器、晶闸管等非线性元件,高压直流输电(HVDC )以及静止无功补偿器(SV C )等FA CT S 装置。
(2)仿真频带宽。
它既可模拟10-2H z 频率的汽轮发电机调节过程,也可以模拟106H z 的雷电波过程,能进行电磁暂态、机电暂态、稳态等各种电力系统过程的仿真计算。
(3)功能多且强。
它可进行潮流、短路、稳定、动态等值、电动机启动分析、参数辨识、机组轴系扭振、优化潮流等各种计算。
N ETOM A C 是W indow s 应用程序,图1、图2为它的图标和菜单界面,它可以安装到工作站或微机上。
NET OM AC在静止调相器仿真中的应用梁 旭 姜齐荣 王仲鸿 韩英铎清华大学电机系,100084 北京雷宪章 D.Povh D.R etz m ann 德国西门子公司输配电集团APPL I CAT I ON OF NET OM AC IN SI M ULAT I ON OF STATCOML iang Xu J iang Q irong W ang Zhonghong H an Y ingduo X ianzhang L ei D.Povh D.R etz m ann T singhua U n iversity Siem en s A G EVN P E rlangen,Ger m anyB eijing,100084Ch inaABSTRACT By using different models p rovided in N E2 TOM A C,w h ich w as developed by Siem ens A G EVN P(Ger2 m any),si m ulati ons of STA TCON,i.e.,one of key devices of FA CT S,had been done under instantaneous mode and stability mode.T he results illustrated that w ith its unique considerati ons in the course of its developm ent,N ETOM A C p rovided great convenience fo r si m ulati ons of param eters se2 lecti on of m ain circuit,contro l and p ro tecti on system design and interacti on betw een device and system,so it is a very pow erful and suitable too l fo r the research w o rk of develop2 m ent of pow er electronic devices and their operati on mode in pow er system.KEY WOR D S FA CT S STA TCON N ETOM A C Com2 puter si m ulati on摘要 应用德国西门子公司的电力系统仿真软件N E2 TOM A C,在瞬时值模式和稳态值模式下,利用不同的模型,对FA CT S技术的核心装置之一——静止调相器进行了仿真研究。
文章编号:100023673(2000)1220011206基于NET OM AC软件的直流输电系统混合仿真计算及参数优化杨卫东,徐 政,韩祯祥(浙江大学电机系,浙江省杭州市310027)NET OM AC BASE D H Y BR I D SI M ULATI ONAND CONTR OLL ER PARA M ETER OPTI M I ZATI ON OF HV DC S Y STE M SYAN G W ei2dong,XU Zheng,HAN Zhen2x iang(Zhejiang U n iversity,H angzhou310027,Zhejiang P rovince,Ch ina)ABSTRACT:O n the basis of N ETOM A C’s hybrid si m ulati on functi on a hybrid si m ulati on model of HVDC syste m is estab2 lished in th is paper.U sing th ismodel,the m echan ical2electri2 cal tran sien t calculati on of ac netwo rk in the stability secti on of the p rogram and the electro2m agnetic tran sien t calculati on of dc netwo rk in the tran sien t secti on of the p rogram can be perfo r m ed si m ultaneously.T herefo re,the dynam ic perfo r2 m ance of dc netwo rk can be observed mo re accurately,the faults in any type of symm etrical ac syste m,the faults in dc line and recovery of dc line after fault can be mo re accurately si m ulated,and dynam ic res pon se of dc line can be quick ly rep resen ted.T he results of si m ulati on calculati on using C I2 GR E benchm ark syste m indicate the advan tages of th is m ethod.Besides,the param eters of HVDC con tro ller is op ti2 m ized by use of the op ti m izati on functi on of N ETOM A C.KE Y WOR D S:HVDC;hybrid si m ulati on;N ETOM A C摘要:基于N ETOM A C软件的混合仿真功能,建立了直流输电系统的混合仿真计算模型。
用NETOMAC实现控制系统模型仿真
汤建华;刘玉生;朱明
【期刊名称】《计算机与现代化》
【年(卷),期】2003(000)004
【摘要】NETOMAC是一种在统一的数据文件基础上对电力系统进行各种仿真计算的大型软件.本文将NETOMAC应用于控制系统,利用它的控制器基本模块,通过改变数据文件的相关参数,实现对系统模型的仿真.
【总页数】4页(P29-31,35)
【作者】汤建华;刘玉生;朱明
【作者单位】四川大学电气信息学院,四川,成都,610065;四川大学电气信息学院,四川,成都,610065;四川大学电气信息学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TP273+.2
【相关文献】
1.直挂式级联SVG的控制系统设计与模型仿真 [J], 孙婷;杨奇;张裕峰;霍利杰
2.气动阀门粘滞模型仿真及控制系统振荡分析 [J], 李士哲;王印松;田靖雨;张涛
3.针对变道行为的自适应巡航控制系统上层速度控制模型仿真 [J], 覃频频; 张敏; 侯晓磊; 莫基强; 万千
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5.基于模糊数学的控制系统鲁棒性分析模型仿真 [J], 宫玉荣
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电力系统分析软件介绍1 EMTDC/PSCADEMTDC是一种世界各国广泛使用的电力系统仿真软件，PSCAD是其用户界面，一般直接将其称为PSCAD。
使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能。
PSCAD/EMTDC基于dommel电磁暂态计算理论，适用于电力系统电磁暂态仿真。
EMTDC（Electro Magnetic Transient in DC System）即可以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控制的多功能工具。
PSCAD由Manitoba HVDC research center开发。
2 PSAPACPSAPAC由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。
其包含多个模块，其中部分模块可以单独使用。
模块和功能如下：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。
LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。
IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。
TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。
DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。
LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。
为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。
VSTAB（V oltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。
电力技术应用直流输电系统中基于模型预测控制的电流调节策略研究陈焕璋，王俊棚，郭晓晨，汪恒立（国网山东省电力公司超高压公司，山东主要研究直流输电系统中基于模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）的电流调节策略。
先阐述了直流输电系统的基本原理和电流调节问题。
然后提出了基于模型预测控制的电流调节策略的设计方法，包括控制目标与性能指标的确定、电流调节问题的数学建模、状态变量预测模型的建立以及控制器设计与参数调优等内容。
最后进行了模拟实验，并选择了适当的性能评估指标，以展示模型预测控制策略的仿真结果。
旨在为直流输电系统的电流调节问题提供有效的解决方法和策略，以进一步提升系统的性能。
直流输电系统；模型预测控制（MPC）；电流调节Research on Current Regulation Strategy Based on Model Predictive Control inHVDC SystemCHEN Huanzhang, WANG Junpeng, GUO Xiaochen, WANG Hengli(State Grid Shandong Electric Power Company Ultra High Voltage Company, Jinanthe current regulation strategy系统状态，并通过反复迭代的方式稳定和精确调节系模型预测控制在直流输电系统的电流调节问题中具有诸多优势。
首先，模型预测控制基于系统的数能够实现对电流的精确调节，以提高控制的精确度。
其次，通过预测未来时刻的状态变量，能够提前控制决策并及时调整控制输入，从而快速响应负荷变化和故障情况，提高控制的响应速度。
再次，模型预测控制通过反复迭代和优化算法求解最优控制策略，以保持系统的稳定性，实现电流的模型预测控制具有一定的健壮性，能够根据实时的系统测量数据进行调整，以适应不同工况和环境，保持控制性能的稳定性和准确性。
几种电力仿真软件的优缺点！EMTP和NETOMAC都是世界范围通用的电力系统仿真软件，其特点为计算速度快、结果准确度高、功能强大，几乎可以对任何复杂电力网络进行模拟。
2)PSS/E是一个集成化的交互式软件，主要用于电力系统的潮流计算，界面友好，可与多种输出设备相连，输入输出可根据用户要求进行设计，它要求使用者有一定的编程基础，输入不如EMTP和PSASP方便［7］。
? 3)PSB特点为可以对复杂的控制方法进行仿真，如神经网络、模糊控制、鲁棒特性等，而且界面相当友好，有在线帮助等功能，但其运算速度比其它软件要慢。
4)PSASP 特点在于其使用简单，功能简单齐全，但计算模式有局限性，不易进行复杂模型的算法仿真。
EMTP和PSCAD基本上属于电磁暂态仿真的范畴，对于稳定性的研究比较有限。
但EMTP或ATP是免费软件，PSCAD对于交直流系统的仿真非常适合。
而PSS/E，BPA和PSASP是一种很专业性的综合仿真程序，用于机电暂态的仿真，对于电力系统暂稳定的研究很专业。
其中PSS/E还可以做中长期稳定仿真。
BPA里面的模型现在也比较全面了，里面增加了各种励磁、调速器、PSS（包括水轮机组和汽轮机组）、直流、电力电子等模型。
中国电力科学研究院以BPA程序为基础，已形成一套大型电力系统分析软件包——PSD电力系统分析软件工具（PSD Power T ools）PSD-BPA潮流计算程序PSD-BPA暂态稳定程序PSD-FDS电力系统全过程动态仿真程序PSD-SSAP电力系统小干扰稳定性分析程序PSD-VSAP电力系统电压稳定分析软件PSD-SCCP电力系统短路电流程序PSD-OPF无功优化程序PSD-EMTPE电力电子与电磁暂态仿真软件包PSD-PSDB电网计算数据库系统PSD-PCS电力系统数字平台PSD-PSAW系统分析集成平台PSD地理接线图格式潮流图程序PSD电力系统单线图格式潮流图程序PSD-MyChart稳定曲线对比工具PSASP=>PSD-BPA潮流及稳定数据转换程序综合仿真选PSS/E，BPA，PSASPPSS/E用起来很复杂，很难学。
收稿日期:2000Ο10Ο30;修订日期:2001Ο01Ο03NET OMAC 在直流输电系统仿真研究中的应用杨卫东,徐 政,韩祯祥(浙江大学电机系,浙江杭州310027)摘要:基于NET OMAC 软件的混合仿真功能,建立了直流输电系统的混合仿真计算模型。
该模型能够在对交流网络进行机电暂态计算的同时,对直流网络进行电磁暂态计算,因而能较精确地考察暂态过程中直流线路的动态行为。
针对CIG RE 标准测试系统的仿真计算表明了方法的优越性。
此外,还针对一个典型的多馈入直流输电系统,定义了影响多馈入直流输电系统中换相失败及其发生类型的2个重要参数,对仿真过程中发现的一些现象也给出了理论上的解释。
关键词:H VDC ;混合仿真;NET OMAC ;中图分类号:T M 72111;T M 743 文献标识码:A 文章编号:1006Ο6047(2001)04Ο0010Ο05 在开展大规模交直流电力系统的仿真研究中,一种好的做法是:对具有快速暂态过程的直流线路采用标准的电磁暂态模型,使用较小的步长对其进行电磁暂态计算;对交流系统则可采用相量模型,使用较大的步长进行机电暂态计算;交流系统与直流系统的接口可通过准稳态模型连接。
上述做法基于如下考虑:电磁暂态程序的系统仿真虽具有较好的精度,但由于需花费大量的CPU 时间,在大扰动下对大规模交直流电力系统进行纯电磁暂态仿真是不现实的[1];另一方面,仅进行机电暂态仿真时,往往用准稳态方程描述换流器,并将直流线路简化为一个惯性环节[2,3]。
这样对直流系统过于简化,尤其是当直流线路较长或有电缆线路时,由于电感和电容的分布效应不可忽略,常常不能准确地描述故障后换流器的恢复过程,甚至会导致错误的结论[4];此外,当考虑直流线路的故障及恢复性能时,也有必要在仿真模型中对直流线路及直流输电控制系统进行有效和准确的描述。
本文针对CIG RE 标准则试系统模型,基于NE 2T OMAC 软件的混合仿真功能[5,6],建立了直流输电系统的混合仿真计算模型,在对交流网络进行机电暂态计算的同时对直流网络进行电磁暂态计算,因而能较精确地考察暂态过程中直流线路的动态行为,并可对直流线路的故障进行仿真,且所需仿真时间较短。
这一优点在交流系统规模较大、直流系统较为复杂(如多馈入或多端直流输电系统)时显得尤为突出。
此外,文中还对一个典型多馈入直流输电系统中影响换相失败的主要因素进行了分析。
1 直流系统描述111 仿真对象 本文采用CIG RE 标准测试系统模型作为被仿真的对象[2],其系统接线及参数如图1所示。
为体现NET OM AC 混合仿真功能的优势,在仿真中将直流线路部分细分为10个分段,对其进行电磁暂态计算,以便更好地计及暂态过程中直流线路的动态过程。
第21卷第4期2001年4月 电力自动化设备E lectric P ower Automation Equipment V ol.21N o.4Apr.2001112 直流系统的控制方式及其切换本文中直流系统采用3种控制方式:a.CG 方式,整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定熄弧角控制;b.AC 方式,整流侧采用定触发角控制,逆变侧采用定电流控制;c.AG 方式,整流侧采用定触发角控制,逆变侧采用定熄弧角控制。
同时假定上述各控制器均采用PI 调节器,有关的控制器结构图可参见文献[7],直流系统控制方式的切换原则可参见文献[8]。
2 基于NET OMAC 混合仿真功能进行HVDC系统仿真的原理211 交直流系统间的相互等效作用对两端的交流系统而言,直流系统可等效为分别连接在整流侧和逆变侧交流换流母线上的2个变导纳(或变功率),在仿真中,由NET OMAC 的变导纳(或变功率)控制器实现。
交流系统对直流系统的作用,可等效为分别作用于直流线路整流侧和逆变侧的2个电压源,如图2所示,由NET OMAC 的电压源控制器实现。
图中虚线框内的部分在NET OMAC 的电磁暂态数据段描述,代表了直流线路部分,并考虑了换流器两侧的比换相压降(分别用R cr 和R ci 表示)和平波电抗器的作用(分别用L sr 和L si 表示)。
212 同时进行机电暂态和电磁暂态仿真原理图3中,变导纳控制器作为连接直流系统和交流系统的纽带,位于NET OMAC 的潮流控制器数据段中,其中包含了各种控制方式和交直流系统间接口的准稳态方程。
例如,在整流侧的变导纳控制器中,便包含了整流侧的定电流控制器。
通过提取直流网络整流侧的直流电流,可完成电流控制;引入交流网络换流母线的电压幅值后,经计算还可得到每一时刻直流系统在整流侧交流系统中的等效导纳值,并最终由变导纳控制器输出到交流网络。
同理,通过输入交流网络换流母线的电压幅值和变导纳控制器中计算得到的实际a 值,可获得整流侧电压源控制器的输出,并将其作用于直流网络的整流侧;与逆变侧的电压源控制器一起作用,则可计算出直流网络的实际电流值。
根据换流器的准稳态模型[7],可求出整流侧、逆变侧的直流电压U dr ,U di ,整流器及逆变器在各自换流交流母线处的注入功率P dr ,Q dr 及P di ,Q di ,进而可求得相应的等效导纳值。
213 仿真结果图4给出了整流侧交流母线三相短路时(011s 后恢复)基于NET OMAC 混合仿真功能的仿真结果。
为了便于比较,在控制器参数相同的前提下,图5中同时给出了仅进行机电暂态计算和同时进行机电与电磁暂态计算时逆变侧交流母线三相短路时(011s 后恢复)的部分结果。
仅进行机电暂态计算时,本文中将直流线路作为一个惯性环节处理。
从仿真结果可以看出,采用NET OMAC 的混合仿真功能进行H VDC 系统仿真,较仅进行机电暂态仿真可以更好地反映出暂态过程中系统的动态现象。
此外,采用NET OMAC 的混合仿真功能,由于已将直流线路的拓扑结构在电磁暂态部分描述,因此可以对任意的直流线路故障进行仿真;仅进行机电暂态计算时,由于对直流线路进行了等效,因而不能进行直流线路故障的仿真。
这也是采用NET OMAC 的混合仿真功能进行H VDC 仿真的另一优点。
11第4期 杨卫东,等:NET OM AC 在直流输电系统仿真研究中的应用 3 利用NET OMAC软件进行多馈入直流输电系统的换相失败研究311 研究对象本节以图6所示的系统模型作为研究对象。
该模型保留了实际多馈入交直流系统的内在结构和各种响应特性,也使问题的分析变得较为简单,其有效性已被许多研究所证实[10,11]。
图6中两直流输电子系统及交流系统的参数均采用文献[2]中CIG RE标准测试系统的参数。
由于原测试系统中交流系统的强度很弱(整流侧和逆变侧的短路比均为215),文中适当地对其进行了修改,以满足本研究的需要。
312 基本假定为便于比较,本文假定两直流输电子系统具有相同的控制器参数和直流功率传输容量,整流侧采用定电流控制,逆变侧采用定熄弧角控制,且两侧均采用PI调节器。
控制器的参数整定均借助于NE2 T OMAC的优化功能[9]来完成,这样做的目的在于,将2个这样的直流输电子系统连接为图6所示的多馈入直流输电系统时,可避免因各直流输电子系统控制器参数整定不当而影响本研究。
同时还假定,考察的故障类型均为三相瞬时性短路,发生在直流输电子系统DC1逆变侧的交流换流母线处,持续时间为011s,整流侧和逆变侧交流系统电源分别用固定频率电源代表。
313 多馈入直流输电系统中的相互作用特性直流输电系统有功输送功率P d的改变可影响发电机功角,无功功率Q d的改变可影响交流系统电压。
交流系统故障切除后,直流输电系统在恢复期间,由于存在暂态和非线性因素,使得交直流系统之间存在复杂的相互作用。
例如在多馈入直流输电系统中,某一直流端无功功率的波动会影响邻近交流母线电压,这会影响到其它直流端的有功及无功功率,进而又会影响到自身交流母线电压,就好象其短路比被改变了一样,这些因素使得多馈入直流输电系统恢复有别于单馈入直流输电系统。
多馈入直流输电系统中,在不利情况下,若交流电压下降,直流电流增大,则会导致后继换相失败,使直流输电系统的功率恢复受到拖延,有时甚至难以恢复。
当各直流输电子系统交流换流母线间的电气联系较强时,若由于各控制器同时参与调节作用而相互间缺少协调,或者是控制器参数配合不当,还可能导致整体上‘不良的’相互作用。
如某一母线电压降低时,由于受另一直流端控制器动态的影响,导致该母线电压继续下降。
此外,发电机、负荷等动态也会对交流换流母线电压的维持与恢复产生影响。
314 弱耦合临界导纳Y12,WC和强耦合临界导纳Y12,SC的定义图6所示的双馈入直流输电系统中,直流输电子系统DC1与DC2间的相互作用主要通过其逆变侧交流换流母线间的耦合导纳Y12来体现。
对于特定的系统条件(如逆变侧系统强度、控制器参数等), Y12存在2个临界值Y12,WC和Y12,SC(Y12,WC<Y12,SC)。
当Y12的取值小于Y12,WC时,DC1逆变侧交流换流母线处的三相短路故障虽能影响到DC2逆变侧交流换流母线的电压,但却不足以引起DC2发生换相失败,此时两直流输电子系统间的耦合作用很弱,本文称Y12,WC为弱耦合临界导纳;当Y12的取值大于Y12,SC 时,DC1逆变侧交流换流母线处的三相短路故障可引起DC2同时发生换相失败,且两者可一次性同步恢复(文中称之为同调恢复),即此时两直流输电子系统逆变侧换流母线间的耦合很强,本文称Y12,SC21 电力自动化设备 2001年为强耦合临界导纳。
当Y 12的取值位于Y 12,WC 和Y 12,SC 之间时,DC 1与DC 2都将发生换相失败,但在交流系统故障切除后的恢复情况较复杂,它们往往还要经历几次附加的换相失败,这是由于在某些情况下两直流输电子系统间存在着不良的相互作用。
本质上讲,Y 12,WC 的大小刻画了两直流输电子系统弱耦合时其间耦合导纳所应具有的最大值;Y 12,SC 的大小则刻画了两直流输电子系统强耦合时其间耦合导纳所应具有的最小值。
研究各种因素对这2个参数的影响,可进一步了解多馈入直流输电系统中换相失败发生的内在规律和导致其发生的本质原因,并有助于制订出相应的预防措施。
315 交流系统强度对Y 12,WC 和Y 12,SC 的影响单馈入直流输电系统中,常用短路比SCR 表示交流系统的强弱,该值与交流系统等值导纳的标幺值相对应。
本文中交流系统强度是通过Y i1和Y i2(或Y r1和Y r2)的改变来实现的,当它们用标幺值表示时,仍和单馈入直流输电系统中的短路比SCR 有一定的对应关系。
为突出Y 12的影响,本节中令Y i1和Y i2(或Y r1和Y r2)取值相同,功率基准值取直流线路DC 1的额定功率。
