含靜止無功補償器電力系統(tǒng)機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)新技術的發(fā)展,多種電力電子設備如高壓直流輸電系統(tǒng)(HVDC)和各種靈活交流輸電(FACTS)裝置引入電力系統(tǒng).HVDC在高壓遠距離輸電,異步聯(lián)網,系統(tǒng)互聯(lián)等方面存在很大優(yōu)勢.FACTS設備可以在不改變網絡結構的情況下,提高電網的功率輸送能力,增加電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定性.因此,這些電力電子設備的應用及其控制方法的研究已引起電力工程界的重視.目前對HVDC和FACTS裝置主要采用電磁暫態(tài)仿真的方法研究其在系統(tǒng)暫態(tài)過程中的快速瞬

2、變現(xiàn)象、有效的控制方法以及裝置內部故障運行方式.但是受計算機計算和存儲能力的限制對大型電力系統(tǒng),即使采用并行算法完全實現(xiàn)電磁暫態(tài)仿真也是困難的.另一方面,暫態(tài)穩(wěn)定程序(TSP)使用HVDC和FACTS的準穩(wěn)態(tài)模型仿真其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響.由于準穩(wěn)態(tài)模型不能反映電力電子裝置內部的瞬變電壓、電流特性,因而對于研究器件內部故障過程、控制方法和對整個系統(tǒng)行為的影響具有很大的局限性.為彌補上述兩方面的不足,機電暫態(tài)與電磁暫態(tài)混合仿真算法根據對電力

3、系統(tǒng)各區(qū)域研究興趣的不同,把電力系統(tǒng)分解為詳細系統(tǒng)和外部系統(tǒng).含有電力電子裝置的詳細系統(tǒng)定義為電磁暫態(tài)子系統(tǒng),使用電磁暫態(tài)程序(EMTP)進行仿真.而把傳統(tǒng)的外部交流電力網絡定義為機電暫態(tài)子系統(tǒng),使用暫態(tài)穩(wěn)定程序仿真(Transient Stability Simulation簡稱TSP).聯(lián)接兩個子系統(tǒng)的母線定義為TSP/EMTP混合仿真的接口母線.EMTP子系統(tǒng)和TSP子系統(tǒng)的數(shù)據交換通過接口母線進行.由于TSP使用較大積分步長(通

4、常為毫秒級),而EMTP使用較小積分步長(通常為微秒級),所以機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)混合仿真算法既可以精確地模擬非線性電力電子器件的動態(tài)特性,又具有較高的仿真效率.該文研究的混合仿真算法考慮了系統(tǒng)經受大擾動后頻率偏移對電磁暫態(tài)子系統(tǒng)仿真的影響,動態(tài)地求取接口母線電氣量的瞬時頻率,與TSP子系統(tǒng)的諾頓等效電路的等值電流源及導納一起作為接口變量,將TSP仿真得到的單相相量轉化為電磁暫態(tài)子系統(tǒng)仿真需要的三相瞬時值函數(shù).通過對含靜止無功補償器(SV