基于切割支路電流法的電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真研究.pdf

1、電磁暫態(tài)仿真過程是研究電力系統(tǒng)在故障或操作后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的暫態(tài)過電壓、暫態(tài)過電流的過程。通過研究該過電壓和過電流可對電力系統(tǒng)中的某些電氣設(shè)備進(jìn)行合理開發(fā)設(shè)計(jì)及分析其是否能安全可靠運(yùn)行。目前，電力系統(tǒng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，為確保電力系統(tǒng)安全可靠持續(xù)供電，對電磁暫態(tài)仿真模型建立及網(wǎng)絡(luò)解算算法的研究具有重要的意義。
　　基于發(fā)電機(jī)及變壓器、輸電線路、負(fù)荷等網(wǎng)絡(luò)元件的狀態(tài)方程和輸出方程，利用數(shù)值積分法將其離散化，建立了發(fā)電機(jī)組及網(wǎng)絡(luò)元件的離散動(dòng)

2、態(tài)等值模型，其離散動(dòng)態(tài)等值模型具有統(tǒng)一的電路形式，都為電阻與電流源并聯(lián)形式的諾頓等值電路或?yàn)殡娮枧c電壓源串聯(lián)形式的戴維南等值電路。以組成電力系統(tǒng)的各個(gè)元件為單位分別建立其離散動(dòng)態(tài)等值模型，當(dāng)系統(tǒng)中某些元件參數(shù)改變時(shí)，只需改變這些元件狀態(tài)方程的系數(shù)矩陣即可，而對元件的離散動(dòng)態(tài)等值的結(jié)構(gòu)沒有影響，便于程序的修改、維護(hù)。
　　基于輸電線路離散動(dòng)態(tài)等值模型的特點(diǎn)，提出了通過切割輸電線路兩端分解電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)仿真分裂算法。在一段時(shí)間間隔

3、內(nèi)，通過切割輸電線路兩端并將輸電線路從電力系統(tǒng)移去后，原電力系統(tǒng)將被分解成一系列含有少量端子節(jié)點(diǎn)的子網(wǎng)絡(luò)。在該時(shí)間段內(nèi)，將子網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部元件用其離散動(dòng)態(tài)等效模型替代，可建立其穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)模型。利用線性網(wǎng)絡(luò)等值法建立了被分割出的各個(gè)子系統(tǒng)的離散動(dòng)態(tài)等值模型，該模型在分裂縫合時(shí)間段內(nèi)與原子網(wǎng)絡(luò)等效。用輸電線路的離散時(shí)域等值模型將各子網(wǎng)絡(luò)的等值模型縫合，得到了與原系統(tǒng)等值的互聯(lián)系統(tǒng)。在輸電線路的離散動(dòng)態(tài)等值模型中，由于輸電線路兩端變量的互導(dǎo)納為零，因

4、此，對互聯(lián)系統(tǒng)電磁仿真方程的列寫，可以各子網(wǎng)絡(luò)外端子變量為集合獨(dú)立完成。這降低了列寫系統(tǒng)仿真方程的難度，減少了仿真的計(jì)算量。
　　在此基礎(chǔ)上，提出了交直流輸電系統(tǒng)的分裂算法。將交直流系統(tǒng)中的整流器和逆變器作為子網(wǎng)絡(luò)。將線性系統(tǒng)等值后與其縫合組成與原系統(tǒng)等值的非線性互聯(lián)系統(tǒng)。這可以降低非線性方程的規(guī)模，減少計(jì)算量。利用提出的算法對3機(jī)9節(jié)點(diǎn)和10機(jī)39節(jié)點(diǎn)為例進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并與PSCAD仿真結(jié)果相比較，驗(yàn)證本文所提算法的正確性和有