pscad理念下电力体系机电暂态及电磁暂态混合模拟

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1、PSCAD理念下电力体系机电暂态及电磁暂态混合模拟第一章绪论1.1高压直流输电的历史与国内外现状电能的输送最早是通过直流实现的，但由于当时直流电源和负荷均采用串联方法，运行方式复杂，可靠性较差，直流输电没有得到进一步的发展。随着三相交流发电机、变压器和感应电动机的快速发展，交流输电逐渐占据了统治地位。上世纪70年代以后，电力电子技术学科的迅猛发展，使得高压大功率晶闸管、光电传输、微机控制和保护等新技术在直流输电工程中得到广泛应用，从而推动了直流输电技术的发展。直流输电和交流输电相比在某些方面有着不可比拟的优势。第一，经

2、济性:直流输电线路的建设和运行费用比交流输电低，而换流站的建设和运行费用高于交流变电所，所以对于同样的输电容量，越远的输电距离越能体现直流输电的经济优势。通常情况下，架空线路长度大于600-700km时，采用直流输电更为经济。第二，互连性:在交流系统中，输送能力受到同步发电机功角稳定与否的限制，而直流输电可以在设备容量及受端系统容量允许的情况下，大容量输送电力。另外，直流输电可以实现非同步电网的互联运行，这里的非同步可以是频率不同，也可以是频率相同而非同步运行，对实现全国电网安全稳定联网有着巨大的意义。第三，快速控制特

3、性:直流输电是通过计算机控制系统改变换流器的触发角来实现的，响应速度很快，具有潮流快速可控的特点，可根据交流系统的要求快速改变系统输送的有功和无功，从而提高交流系统运行的稳定性和可靠性。这些特点使得直流输电比较适用于以下领域:长距离大容量输电，海底电缆输电，非同步运行的交流系统的联网，向大城市送电的直流地下电缆工程，还可作为限制短路电流的措施。从1954年瑞典果特兰岛高压直流输电工程投入运行以来，全世界投入运行的高压直流输电工程总数已超过100个，总容量超过70000M公司引进仿真系统就属于典型的数模混合实时仿真系统。

4、三、数字实时仿真电力系统数字实时仿真基于现代计算机技术和信息技术，采用多CPU并行处理，由系统仿真时下载到该CPU的软件来决定该CPU模拟什么电力系统元件。加拿大RTDS技术公司研制的RTDS[6]是国际上投入商业化应用最早的数字实时仿真装置。HYPERsIM是加拿大魁北克TEQsIM公司开发的一种基于并行计算技术、采用模块化设计、面向对象编程的电力系统全数字实时仿真系统。除此之外，还有法国电力公司EDF开发的ARENE，中国电科院开发的叨Pss(AdvancedoigitalPosimulator)，以及中国殷图科技

5、发展有限公司开发的ooRTs(oigitalDynamicReal-Timesimulator)。第二章机电暂态仿真与电磁暂态仿真本章简要介绍传统的机电暂态仿真与电磁暂态仿真所用的模型和方法，为后面混合仿真算法的研究和实现提供理论基础。2.1电力系统机电仿真在正常的稳态情况下，电力系统中各发电机组输出的电磁转矩和原动机输入的机械转矩平衡，因此所有发电机转子速度保持恒定。当系统遭受一些大干扰的冲击时，会形成一个以各发电机转子机械运动和电磁功率变化为主体的机电暂态过程。暂态稳定，是指遭受严重的暂态故障时，如输电线路故障、大

6、容量负荷的突然断开等，系统仍然保持同步的能力。系统对这些故障的反应包括发电机转子摇摆角、潮流、节点电压等系统变量的动态变化过程。一般情况下，如果各发电机转子之间的相对角度呈振荡状态，而且幅值随着时间的变化逐步衰减，系统平稳地过渡到一个新的运行状态并能稳定运行，则称电力系统是暂态稳定的;反之，若某些发电机转子之间的角度越来越大，失去了同步，则系统是暂态不稳定的，通常这在故障发生后2-3、内就会明显表现出来。由于扰动后系统的暂态过程实际上很复杂，在暂态稳定性分析中常常采用以下简化，忽略发电机定子绕组和电网中电磁暂态过程的影

7、响，只考虑交流系统中基频电压、电流和功率以及发电机转子绕组中非周期分量的变化。另外，对于不对称故障，略去发电机定子回路基频负序分量电压、电流对电磁转矩的影响。至于基频零序分量电流，由于一般不能流过定子绕组，故无需考虑。这样，定子电压方程和网络方程均为代数方程，可以用稳态关系式描述，全系统的微分方程大为减少，从而提高了系统稳定分析的效率。第三章直流输电及其控制的基本原理......................25-323.1直流输电系统的结构......................25-273.2直流输电系统的基

8、本控制方式......................27-303.2.1直流输电系统基本控制原理......................27-283.2.2换流器控制方式......................28-293.2.3直流输电系统基本控制特性......................29-303.3直流输电