電力系統(tǒng)交直流電磁暫態(tài)仿真.pdf

1、堂二《卜i電力系統(tǒng)交直流電磁暫態(tài)仿真AC／DCelectromagnetictransient●1』●一SlmUlanon0tp0WerSVStem學(xué)科專(zhuān)業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化研究生：武乃虎指導(dǎo)教師：林濟(jì)鏗副教授天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院二零一零年六月一夸一夸牛六月k，t’中文摘要隨著國(guó)家“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”方針政策的快速實(shí)施，直流輸電技術(shù)在我國(guó)得到了快速發(fā)展和應(yīng)用。在直流輸電系統(tǒng)中，包括有大量的電力電子設(shè)備。由于各種電力

2、電子設(shè)備的運(yùn)行特性差別很大，如何真實(shí)地反應(yīng)其特性對(duì)電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。必須在程序結(jié)構(gòu)、元件模型、系統(tǒng)調(diào)節(jié)和控制及仿真算法等層面進(jìn)行深入研究，以把握其運(yùn)行規(guī)律，從而使數(shù)字仿真可以真實(shí)地反映實(shí)際電磁暫態(tài)過(guò)程。針對(duì)上述問(wèn)題，本文對(duì)電力系統(tǒng)交直流暫態(tài)仿真進(jìn)行了深入研究，并取得一定的成果。本文的工作如下：1基于四階龍庫(kù)梯法，推導(dǎo)了電感支路的友模形式，增加了交直流混合電磁暫態(tài)仿真程序的精確度和數(shù)值穩(wěn)定性。2基于開(kāi)關(guān)的可變電阻模型，

3、提出了整合開(kāi)關(guān)模型。該模型的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)減少系統(tǒng)獨(dú)立元件個(gè)數(shù)，相應(yīng)地減少系統(tǒng)規(guī)模，從而實(shí)現(xiàn)仿真計(jì)算量的減少。該模型適用于電感、電容及電阻等集中元件的開(kāi)關(guān)操作，以及基于分布式參數(shù)和波動(dòng)理論建立的線(xiàn)路元件的開(kāi)關(guān)操作。3基于鎖相環(huán)理論，提出了適用于直流輸電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)相角計(jì)算方法。該方法采用由鎖相環(huán)獲得相角的過(guò)零點(diǎn)，同時(shí)獲得系統(tǒng)頻率，按0=Ow△t生成實(shí)時(shí)相角，作為脈沖控制模塊的輸出。算例證明該方法所獲得的相角精度較高。4對(duì)于消除數(shù)值振蕩的CDA

4、(臨界阻尼)技術(shù)進(jìn)行了深入研究，推導(dǎo)出了能夠確保消除數(shù)值振蕩的后退歐拉法使用次數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)仿真步長(zhǎng)的關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，提出了解決同步開(kāi)關(guān)問(wèn)題的新策略。5在上述4點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，使用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，開(kāi)發(fā)了一個(gè)包括發(fā)電機(jī)、變壓器、線(xiàn)路、濾波器、晶閘管等元件的交直流電磁暫態(tài)仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以模擬任意復(fù)雜程度的系統(tǒng)。多個(gè)算例證明了本文上述工作的正確性及實(shí)際可行性。關(guān)鍵詞：龍庫(kù)梯法整合開(kāi)關(guān)模型實(shí)時(shí)相角數(shù)值振蕩面向?qū)ο蠼?。r