《电力系统仿真概述》PPT课件

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1、电力系统仿真PowerSystemSimulation仿真是对实际系统或者过程的模拟。电力系统仿真就是根据原始电力系统或者过程建立模型进行模拟。是通过在数字计算机上建立适当的数学模型，来模拟电力系统物理过程的一种研究方法。定义1.电力系统仿真概述电力系统(powersystem)发电机(generator)变压器(transformer)输电线路(transmissionline)负荷(load)具有发电、变电、输电、用电的功能动力系统是电力系统＋动力部分(锅炉、汽轮机、水轮机、大坝等）电力网络＝变压器＋输电

2、线路水库G~M~M~电力网电力系统动力系统发电厂水轮机发电机变电所升压变压器输电线路变电所降压变压器用户用电设备电力系统运行的特点发供用点的连续性与国民经济各部门关系密切过渡过程的短暂性对电力系统的基本要求保证可靠持续供电保证良好的电能质量保证电力系统运行的经济性大系统的优点提高了供电可靠性提高了电能质量减少系统备用容量，提高设备利用率便于安装大机组，技术经济效益好合理利用动力资源，提高系统运行的经济性电力系统仿真的必要性由于电力系统是个复杂的系统，运行方式也十分复杂，因此采用传统的方式进行仿真计算工作量大，

3、也不直观。电力系统仿真的发展过程物理仿真数字仿真电力系统数字仿真建模(1)元件级建模元件级的模型包括电感、电容、电阻等常规元件和电力电子开关器件等。(2)装置级建模电力电子装置(FACTS装置)、发电机、变压器、开关、负荷、分布参数线路等。(3)系统级建模电力系统装置和与之相连的电网的相互作用电力系统暂态仿真电磁暂态(ElectromagneticTransient)机电暂态(ElectromechanicalTransient)机电暂态仿真电力系统在正常运行点受到大扰动或小扰动后机械转矩和电磁转矩(或功率)

4、之间的不平衡而引起的动态过程。在仿真时，步长一般为毫秒级，可以仿真较长的时段。电磁暂态仿真电力系统电磁运动过程，即电场和磁场能量相互转换的过程，其表现为电压、电流的变化过程。电磁暂态过程很快，需要计及电压、电流等变量的瞬时变化(毫秒级以内)及其丰富的频谱，所以采取的仿真步长非常小，一般为微秒。并行仿真和混合仿真(1)并行仿真(2)混合仿真(1)并行仿真为了提高仿真算法的计算速度，利用电力系统区域特性，对网络进行分块，有效的降低网络方程的维数，加快仿真速度。(2)混合仿真把大规模电力系统分为需要进行电磁暂态仿真

5、的子系统和进行机电暂态仿真的子系统对机电暂态过程有重要影响的快速暂态过程和非线性的元件采用电磁暂态仿真对传统的交流系统采用机电暂态仿真在各子系统的交界处进行电磁暂态仿真和机电暂态仿真的交接电力仿真新技术图形建模技术数字实时仿真模型自动修正多媒体仿真虚拟DPU技术电力系统仿真软件电力系统仿真软件主要用来进行潮流计算、电磁暂态仿真、机电暂态仿真、控制保护仿真等。现在国内外电力系统常用软件主要有PSASP(PowerSystemAnalysisSoftwarePackage)EMTP-ATP（Alternative

6、TransientsProgram）PSS®NETOMAC,PSCAD/EMTDCPSSE(PowerSystemSimulatorforEngineering)SIMPOW，MATLAB分析设计软件包等。BPA程序BPA程序是美国联邦政府能源部下属邦纳维尔电力局(BonnevillePowerAdministration，BPA)计算方法开发组自二十世纪60年代初期开发的大型电力系统离线分析程序。该程序采用稀疏矩阵技巧的牛顿—拉夫逊法，并将梯形积分法运用于暂态稳定的计算，形成较为稳定的数值解。BPA程序的结

7、构分为潮流程序和稳定程序两部分，主要用来计算潮流和暂态稳定。BPA软件TheBonnevillePowerAdministration,headquarteredinPortland,Oregon,isafederalagencyundertheU.S.DepartmentofEnergy.中国版的BPA程序是由中国电力科学院引进、消化、吸收美国BPA程序开发而成。从1984年开始在我国推广应用以来，已在我国电力系统规划部门、调度运行部门、试验研究部门得到了广泛的应用，成为我国电力系统分析计算的重要工具之一。

8、程序中包括详细的发电机模型和各种励磁模型，主要由潮流和暂态稳定程序构成，具有计算规模大、计算速度快、数值稳定性好、功能强等特点。电磁暂态程序(ElectromagneticTransientsProgramEMTP)EMTP是目前国际通用的一种数字程序。它规模大、功能强，最初由加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)的H.W.Dommel教授创立，又经过很多专家的共同努力而不断完善。EMTP由电磁暂态计算