電子式輸電線路模型的研制.pdf

1、為了保證電力系統(tǒng)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,在規(guī)劃、分析和研究電力系統(tǒng)時(shí)必須確切完整地考察實(shí)際電力系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性,因此需要有一個(gè)強(qiáng)有力的工具來(lái)分析實(shí)際電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況。然而電力系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了難以現(xiàn)場(chǎng)采用試驗(yàn)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),必須采取仿真的手段。在電力系統(tǒng)的發(fā)展歷程中,仿真技術(shù)一直發(fā)揮著重要作用,它為電力系統(tǒng)規(guī)劃提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,為電力系統(tǒng)運(yùn)行方式提供了可靠依據(jù)。
　　 當(dāng)前電力系統(tǒng)的仿真可分為物理模擬和數(shù)字仿真。隨著電

2、力系統(tǒng)的發(fā)展,系統(tǒng)規(guī)模和復(fù)雜程度不斷增加,采取物理模擬的方法對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行仿真受到限制。而PC機(jī)上廣泛使用的數(shù)字仿真軟件如ATP、PSCAD、EMTP等都屬于對(duì)實(shí)時(shí)性沒(méi)有要求的離線仿真,難以與各類繼電保護(hù)產(chǎn)品相連。此外實(shí)時(shí)數(shù)字仿真如RTDS等又存在價(jià)格昂貴,投資和維護(hù)費(fèi)用較高,后期升級(jí)擴(kuò)展難度較大等問(wèn)題。
　　 本文通過(guò)總結(jié)、分析和借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究工作,根據(jù)目前存在的問(wèn)題,結(jié)合現(xiàn)代分析方法和技術(shù)手段,提出一種新的體積小、投資省

3、、操作方便的電子微型動(dòng)模系統(tǒng),并以電子式輸電線路模擬系統(tǒng)為例驗(yàn)證該方法的正確性和可行性,具體研究工作如下:
　　 (1)在分析、比較離線仿真和實(shí)時(shí)仿真優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出電子式微型動(dòng)模的總體思路,即利用電子智能元件來(lái)構(gòu)成物理模擬系統(tǒng),并通過(guò)模數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)完成物理量與數(shù)字量的接口轉(zhuǎn)換,從而利用物理方法和數(shù)值方法聯(lián)合模擬實(shí)現(xiàn)元件外部特性。以輸電線路的電子模擬為重點(diǎn),闡述了輸電線路電子模擬技術(shù)基本原理。
　　 (2)對(duì)單相

4、輸電線路模型和三相輸電線路模型進(jìn)行分析,介紹了單相無(wú)損線路、小損耗線路及具有頻變特性的輸電線路的等值計(jì)算模型和電子模擬方案,并對(duì)三相輸電線路建模進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。
　　 (3)輸電線路電子模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研制。提出實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分為模擬量采集模塊、主控制模塊、電壓電流轉(zhuǎn)換模塊等三部分,在此基礎(chǔ)上,分別講述了各個(gè)主要模塊的內(nèi)部構(gòu)成及工作原理,并對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中應(yīng)用到的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。
　　 (4)最后對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)部分模塊和整體功能進(jìn)

5、行測(cè)試分析,并通過(guò)與OrCad/Pspice10.5中的電路仿真對(duì)比,證明了電壓電流轉(zhuǎn)換模塊的功能滿足理論分析的要求。對(duì)于整體輸電線路電子模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了一階電路零狀態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)和單相貝瑞隆線路模擬來(lái)測(cè)試,并在ATP中進(jìn)行了仿真分析,通過(guò)波形對(duì)比結(jié)果基本一致,初步驗(yàn)證了輸電線路電子模擬設(shè)計(jì)方案的可行性。
　　 電子式微型動(dòng)模系統(tǒng)可以直接面向保護(hù)設(shè)備,進(jìn)行新型繼電保護(hù)產(chǎn)品的實(shí)時(shí)閉環(huán)測(cè)試,這是其他仿真手段無(wú)法比擬的。電子式微型動(dòng)模系