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1、 第 27 卷 第 12 期电 网 技 术Vol.27 No.12 2003 年 12 月Power System TechnologyDec.2003文章编号1000-3673200312-0031-06 中图分类号TM 731 文献标识码A复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究束洪春1,司大军2,陈学允21 昆明理工大学云南省 昆明市 6500512哈尔滨工业大学黑龙江省 哈尔滨市 150001A NEW ELECTROMAGNETIC TRANSIENTS SIMULATION METHOD FOR ELECTRICFAULTS IN COMPLEX POWER SYSTEMSHU
2、 Hong-chun1,SI Da-jun2,CHEN Xue-yun21.Kunming University of Science and Technology,Kunming 650051,Yunnan Province,China;2.Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,Heilongjiang Province,ChinaABSTRACT:The study on digital simulation of electro-magnetic transients is an everlasting topic in the res
3、earch ofpower system.Especially,after improved by Dommel,thetime-domain Bergeron model is successfully applied in EMTP,but the pre-processing before simulating transients caused byvarious faults and operations is quite troublesome.A newelectromagnetic transients simulation method which can beversati
4、lely used to calculate most of the electric faults in powersystem is presented.Unlike EMTP,it is not necessary for thepresented method to calculate the initial values of the systemagain when the structure or parameter of the system is changed.Meanwhile,the faults occurred at any location of single-a
5、nddouble-circuit lines including series compensated lines,busfaults,operation of breakers and open-circuit faults can besimulated by this method.In addition,the fault-start-angle canbe set in the method.Because the new method canconveniently simulate not only inrush currents,overvoltagesand harmonic
6、s components at different fault locations,but alsodeveloping faults,it is significant in the simulation of lineprotection verification and overvoltage computation.Theresults from lots of tests show that the method is accurate andfast.KEY WORDS:Electromagnetic transients;Digital simulation;Complex po
7、wer system;Electric faults摘要电力系统电磁暂态的数值仿真研究是一个历久不衰的研究题目尤其是其时域仿真研究中的 Bergeron模型经Dommel实用化改进后业已成功地应用于著名的 EMTP当中但 EMTP 的严重不足在于对各种故障和操作进行暂态仿真前的预处理工作是相当繁杂的文章针对 EMTP 使用中的不足提出了一种普遍适用的电力系统电气故障电磁暂态仿真方法该方法克服了 EMTP 由于系统结构或参数改变需要重新计算初始值的缺点它可以仿真包括串补线路在内的单双回线路任意点的电弧故障母线故障断路器开合和断线故障并且故障起始角可以设定新方法可极其方便地对线路故障点序列系列冲击
8、电流过电压和谐波分量进行系列数字仿真亦可极其方便地仿真发展型故障在线路保护仿真校验和过电压计算等方面极具意义大量仿真表明本方法精度高速度快关键词电磁暂态数字仿真复杂电力系统电气故障1 引言EMTP 已成为电力系统电磁暂态仿真的主要工具但利用它对输电线路任意点任意故障引起的电磁暂态进行数值计算却不十分方便原因在于稳态处理过程中需对系统的初始值和稳态值进行计算以便形成必要的输入数据文件除上述过程外尚需一个预处理过程即将线路在故障点处分割成两段重新计算其初始值和稳态值1如欲利用 EMTP分析计算线路许多给定点在任意故障组态情况下的电磁暂态需要准备的输入文件之多故障类别之繁杂是不难想象的精确线路电磁暂
9、态数字仿真为研究自适应自动重合闸装置和新的保护故障定位原理提供了仿真工具在过去线路和系统等值已经建立了精确的数学模型2本文根据已有的线路系统和串补电容等元件的模型针对线路保护仿真校验及故障测距数字仿真的需要研制了输电线路故障电磁 基金项目本文得到云南省科技攻关项目2000B202省应用基础研究项目98E0409M99E006G2002E0025M以及云南省中青年学术和技术带头人培养经费资助 万方数据 32Power System Technology Vol.27 No.12暂态仿真程序对一给定系统的电磁暂态计算一般先求其在正常运行时各电气元件的稳态端电压电流工频量然后根据故障前的电气量求取故
10、障后系统的电气量求取正常状态时的电压电流向量较容易电磁暂态计算的工作主要在求取故障后系统的电气量其方法总的来说可分为两大类频域法3,4时域法5,6频域法首先利用拉普拉斯变换将系统的时域形式变换为频域形式在频域中对电路进行求解当求得频域结果时再利用拉普拉斯反变换将其变换到时域这种方法可以方便地考虑输电线路参数的频变特性但当电路中有参数时变元件时处理比较复杂计算速度也较慢时域法首先根据各元件的微分方程通过合理地近似得到其等效时域模型然后设定各元件的初始历史电流如果需要最后由得到的元件模型形成节点导纳矩阵在时域中迭代求解这种方法可以方便地考虑元件参数的时变计算速度很快但当需要考虑输电线路参数的频变特
11、性时算法比较复杂以实际课题为背景本文汇报近年来取得的时域法电磁暂态仿真研究成果2 基本电气模型2.1 输电线路时域模型对于图 1(a)所示长度为 l 的单相输电线路每公里电阻电感和电容分别为 RxLx和 Cx经适当的近似可以得到如图 1(b)所示的模型一般称之为贝杰龙(Bergeron)模型7KNiKN(t)iNK(t)uK(t)uN(t)(a)单相线路ZKNiKN(t)iNK(t)IK(t)IN(t)uK(t)uN(t)(b)等值电路图 1 单相线路和等值电路Fig.1 The equivalent circuit and single phasetransmission line图中 为行
12、波从线路一端传播到另一端所需时间Zc为特征阻抗其值如式(1)所示+=4/cxxxcRZZRlRCLZ (1)IK(t)和 IN(t)为历史电流源如式(2)所示+=+=)()()1()()()1(5.0)()()()1()()()1(5.0)(thituYhthituYhtIthituYhthituYhtINKNKNKNKNKNKNK(2)式(2)中+=+=)25.0/()25.0()25.0/(1cccRZRZhRZY (3)式(2)中含有线路支路电流 iKN(t)和 iNK(t)给计算带来不便根据图 1 可得+=+=)()()()()()(tItuYtitItuYtiNNNKKKKN (4)
13、把式(4)代入式(2)的对应项得+=+=(5)2()1()2()1(0.5)()1()()1()1(5.0)()2()1()2()1(0.5)()1()()1()1(5.0)(tIhtIhhtuhtuhYhtItIhtIhhtuhtuhYhtIKNKNNNKNKK式(5)为历史电流源递推公式三相输电线路导线与导线之间有电磁的耦合因此可借用相模变换技术把耦合的三相输电线路解耦为三个独立的单相输电线路使用单相输电线路的方法求解三相输电线路相模变换矩阵 T 有许多种本文采用 Karenbauer变换矩阵T和 T1分别为=211121111T=101011111311T该变换矩阵结构简单各元素为实数易
14、于时域计算2.2 电感的时域计算模型图 2(a)所示的线性电感作适当近似可得到如图2(b)所示的暂态计算等效图图 2 中 RL为电感 L暂态计算时的等值电阻IL(tt)为电感在暂态计算时的等值电流源RL=tL2 (6)万方数据 第 27 卷 第 12 期电 网 技 术33)()(1)()(ttuttuRttittImkLkmL+=(7)ikm(t)kmLuk(t)um(t)uL(t)(a)电感uk(t)um(t)kmikm(t)IL(tt)RL(b)等值电路图 2 电感的等值计算电路Fig.2 The equivalent circuit of inductance for calculati
15、on用式(7)计算 IL(tt)时需要用到前一步历史记录中的 ikm(tt)uk(tt)和 um(tt)实际中不便使用根据图 2(b)可得式(8)()()(1)(ttItutuRtiLmkLkm+=(8)联立式(6)(8)得到历史电流源递推公式)()(2)2()(ttuttuRttIttImkLLL+=(9)2.3 电容的时域计算模型与电感类似电容也有其对应的暂态等效计算电路如图 3 所示kmCuk(t)um(t)uC(t)ikm(t)(a)电容uk(t)um(t)kmikm(t)IC(tt)RC(b)等值电路图 3 电容的等值计算电路Fig.3 The equivalent circuit
16、of capacitor for calculation图 3 中 RC和 IC(tt)分别表示电容 C 在暂态计算时等值电阻和反映历史记录的等值电流源其表达式为RC=Ct2 (10)()(1)()(ttuttuRttittImkCkmC=(11)同样电容历史电流源也有其递推公式为)()(2)2()(ttuttuRttIttImkCCC=(12)2.4 串补电容电路等效模型输电线路串补电容可能因为过电压而损坏因此串补电容都配备保护其保护方案如图 4 所示8,9正常运行时电容投入运行当发生故障后短路电流较大时MOV 将被触发以期保护电容器不被过电压击穿绝缘而损坏显然当 MOV被触发时电容两端的电
17、压与线路电流为非线性关系MOV 是一个电阻设备它吸收能量并且有可能过热因此装有过负荷保护过负荷保护计算通过 MOV 的能量当达到一定值后利用放电间隙使旁路 MOV 放电除装有过负荷保护之外还有一大电流保护它的作用是当线路发生严重内部故障流过串补电容的电流大于 Imax时加速旁路保护(Imax)XcIMOVIMOV旁路开关火花间隙图 4 串补电容保护方案Fig.4 The series compensated capacitorprotection scheme图 4 中Xc为正常运行时电容的容抗 I 为线路电流IMOV为流过 MOV的电流设 In为最大负 荷 电 流那 么 MOV 的 保 护
18、起 动 电 流Ipl=kIn(k=23)为最大负荷电流的 23 倍Ipl对应的 MOV 保护起动电压为 Vpl在稳态工频下有 Vpl=2 XcIplMOV 的电压电流特性曲线可由简单的指数曲线近似表示()1PmaxMOV/VVII=(13)式中 V 为串补电容两端的电压正方向与电流参考方向一致 值典型地取 30502.5 对开关断路器的处理开关有开合两个状态在稳态情况下开关合上时仅有很小的接触电阻断开时开关电阻可认为为无穷大由此可见开关可看作一时变电阻在暂态计算中当开关断开系统发电机时若把开关电阻由一较小值突变为无穷大由 万方数据 34Power System Technology Vol.2
19、7 No.12于等值的系统有电感其电流不能突变所以理想开关的动作将使暂态计算不稳定实际上开关断开有一个灭弧过程其变化规律比较复杂为在暂态计算中得到较切实际的结果可使开关的电阻随时间逐渐增大3 故障起始角的设定及故障线路的处理在对故障测距和继电保护算法的研究中往往需要考虑不同故障起始角对算法的影响作为电磁暂态仿真程序应该可以方便地设置故障起始角这是动模试验所无法实现的故障起始角设置的方法是在完成系统稳态计算后设故障点电压的相角为fU故障起始角设定为那么两者差为fU=稳态的电压电流的相角都加上 就可实现故障起始角的设置若某一条线路发生故障则把该线路以故障点分为两段并增加节点这样就可使稳态计算网络和
20、暂态计算网络统一克服 EMTP 仿真中由于故障使得系统参数改变时还需重新计算初始值的缺点4 电磁暂态计算程序的实现前面已介绍了线路电感和电容等元件暂态计算的等值电路和相应的暂态计算公式电弧故障时域模型参见文献3不同元件的等值计算电路都是由等值电阻和等值电流源并联而成的诺顿电路经过等值以后网络的暂态计算变为各个时间离散点上一系列的直流电阻网络的分析计算这种等值网络可称作暂态计算的离散网络对每一个时间离散点已知外加电源反映历史记录的各等值电流源数值以后可以用节点法对离散网络进行求解然后根据计算结果更新等值电流源的数值准备进行下一步计算反复循环求解离散网络就可以得到整个网络的暂态解下面介绍电磁暂态计
21、算程序的实现为较好地实现电磁暂态计算程序和程序的可维护性与可扩充性应该采用面向对象的设计思想本文方法采用 C+实现它具有静态多态性和动态多态性为编写电磁暂态计算程序提供了极大的方便并且 C+编写的程序效率高有利于提高运行速度在具体实现中应先建立所有电气元件的共同基类在基类中仅有少数的共有属性及大量共有的虚拟函数然后从基类中派生出对应各元件的类在该类中应确定各虚拟函数具体操作如记录并更新对应元件的历史电流源把对应元件加入节点导纳矩阵输出计算结果和实现一些其它的功能暂态计算过程如下1读取系统参数把其存入指向共同基类的链表以备后用2根据系统参数计算网络稳态状态下各节点的电压和各电气元件的电流3根据故
22、障前稳态的电压电流设置各元件的初始历史电流源4形成暂态计算节点导纳矩阵5计算各节点注入电流源的大小当系统中有非线性元件时还要修改节点导纳矩阵6求解节点电压并更新历史电流源7输出计算结果8若暂态计算没完成则转到第5步否则退出暂态计算程序部分功能如图 5 所示(a)系统数据录入(b)仿真结果输出(c)暂态仿真设置图 5 仿真计算程序部分功能界面Fig.5 Partial interfaces of the simulation program 万方数据 第 27 卷 第 12 期电 网 技 术355 电磁暂态数字计算实例本章电磁暂态仿真系统如图 6 所示其中串补电容 C=100F 其起动电压 Vp
23、l=340kV=30系统 S1S2S3 和 S4 的参数见表 1线路 l1l2l3l4l5和 l6的参数见表 2S1S2S4l1l2l6CMS3l5l4l3NQR图 6 仿真系统图Fig.6 The system used for simulation表 1 系统参数Tab.1 Parameters of systems系统系统电势幅值/kV系统电势角度/()零序电感/H正序电感/H零序电阻/正序电阻/S133500.19864 0.16864 9.139 6.139S226530 0.2073 0.14677 12.20 8.56S330520 0.1433 0.12364 8.42 7.3
24、2S428625 0.33740.25376 23.6420.48表 2 线路参数Tab.2 Parameters of lines线路零序电阻/km正序电阻/km零序电感mH/km正序电感mH/km零序电容pF/km正序电容pF/km线路长度kml10.215658 0.0296062.15497 0.85892157610.514967.6150l2 2156580296062.1549785892157610.514967.6150l30.223364 0.0243351.963550.9890518131.513122100l40.223364 0.0243351.963550.989
25、0518131.513122120l50.223364 0.0243351.963550.9890518131.513122160l60.223364 0.0243351.963550.9890518131.513122135系统在串补电容 C 线路 l2一侧于 0.02s 发生三相对称短路故障过渡电阻为 1由于短路比较严重在串补电容 C 上的压降很大使得串补电容的过电压保护起动此外流过 3 个串补电容的电流有相角差3 个串补电容的过电压保护不同时起动在 N 端母线和线路 l2上出现了明显的零序电压和电流见图 7图 8 和图 9 给出了 A 相串补电容两端的电压和 l2N 侧的 A 相电流系统
26、在距 N 端 60km 的 l4线路上于 0.02s 发生 A 相接地故障故障起始角分别为 0和 90N 端母线电压波形和线路 l4电流波形如图 10 和图 11 所示图 12 所示波形为线路 l3M 侧 ABC 相断路器分别于 0.01s0.015 s0.02 s 合上时 l3M 侧的电压和电流从图中可以看出合上断路器对母线电压影响不大图 7 线路 l2 N 侧的零序电压电流波形Fig.7 Zero-sequence voltage and waveformon line l2 at N-terminal图 8 A相串补电容两端电压Fig.8 A-Phase voltage waveform
27、 on seriescompensation capacitor图 9 线路 l2N 侧 A相电流Fig.9 A-Phase current waveform on line l4 at N-terminal图 10 故障起始角为 0时 A 相接地故障 N 端母线电压波形和线路 l4电流波形Fig.10 Voltage and current waveforms on line l4 at N-terminal after A-G fault when fault start angle is 0 万方数据 36Power System Technology Vol.27 No.12图 11
28、故障起始角为 90时 A 相接地故障 N 端母线电压波形和线路 l4电流波形Fig.11 Voltage and current waveforms on line l4 at N-terminal after A-G fault when fault start angle is 90图 12 不同期合闸时线路l3M 侧的电压电流波形Fig.12 Voltage and current waveforms on line l3 atM-terminal caused by closing breakers6 结论1本文采用相模变换技术实现适用于单回和耦合双回对称线路2在复杂电力系统仿真中可以
29、任意设定故障线路故障位置故障过渡电阻和故障起始角克服使用 EMTP 对输电线路任意点任意故障引起的电磁暂态进行数值计算的不方便克服了 EMTP中初值计算需占用大量仿真时间等待振荡收敛的不足为新型线路保护及其故障测距研究和继电保护校验等提供了理想的数字仿真工具3新方法可极方便地对线路故障点序列 系列冲击电流过电压和谐波分量进行系列数字仿真亦可极方便地仿真发展型故障在线路保护仿真校验和过电压计算等方面极具意义仿真使用时域法计算速度快线路采用分布参数模型仿真结果精确可靠参考文献1 MichelisInitialization and Steady-State SolutionZEMTP Summer
30、CourseLEUVEN19872 Johns A TAggarwal R K et alDigital simulation of faulted EHVtransmission lines with particular reference to very-high-speedprotectionJIEE Proc1976123(4)353-3593 束洪春司大军高峰等Shu HongchunSi DajunGao Feng etal高压输电线路故障及操作电磁暂态数字仿真新方法A newnumerical method for computing electromagnetic trans
31、ients of HVtransmission line faults and circuit breaker operationsJ电力系统自动化Automation of Electric Power Systems200024(20)23-26484 束洪春 司大军 葛耀中 Shu Hongchun Si Dajun Ge Yaozhong高压输电线路发展性短路故障电磁暂态数字仿真研究A study ofelectromagnetic transient digital simulation on developing faults on HVtransmission linesJ电工技
32、术学报Transactions of China Electro-technical Society200015(3)70-745 王庆平陈超英刘秀玲Wang QingpingChen ChaoyingLiuXiuling耦合双回线路任意点故障的仿真Simulations of randomfaults on coupled parallel transmission linesJ电力系统自动化Automation of Electric Power Systems200125(15)34-386 韦钢朱若松Wei GangZhu RuosongT 型线路故障的时域计算A time-domai
33、n fault computation of tee lineJ电工电能新技术Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy1998(1)1-67 吴维韩张芳榴等电力系统过电压数值计算M北京科学出版社19898 Javad Sadeh Hadjsaid N Ranjbar A M et al Accurate Faulte LocationAlgorithm for Series Compensated Transmission LinesJIEEETrans.200015(3)1027-10339 Damir NovoselB
34、ernhard BachmanDavid Hart et alAlgorithm forLocating Faults on Series Compensated Lines Using Neural NetworkAnd Deterministic MethodsJ.IEEE Trans.199611(4)1728-1734 收稿日期2002-06-27作者简介束洪春1961-男博士后教授院长国家自然科学基金项目评审专家全国优秀教师主要研究新型继电保护与故障测距数字信号处理及DSP应用电力系统软件计算方法应用电力系统CTI技术等编辑 梁健宇 万方数据复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研
35、究复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究作者：束洪春，司大军，陈学允作者单位：束洪春(昆明理工大学,云南省,昆明市,650051)，司大军,陈学允(哈尔滨工业大学,黑龙江省,哈尔滨市,150001)刊名：电网技术英文刊名：POWER SYSTEM TECHNOLOGY年，卷(期)：2003，27(12)引用次数：9次 参考文献(9条)参考文献(9条)1.Michelis Initialization and Steady-State Solution 19872.Johns A T.Aggarwal R K Digital simulation of faulted EHV transm
36、ission lines with particular reference to very-high-speed protection 1976(4)3.束洪春.司大军.高峰.葛耀中.陈学允 高压输电线路故障及操作电磁暂态数字计算新方法期刊论文-电力系统自动化 2000(20)4.束洪春.司大军.葛耀中 高压输电线路发展性短路故障电磁暂态数字仿真研究期刊论文-电工技术学报 2000(3)5.王庆平.陈超英.刘秀玲.王海吉.刘益青.梁磊 耦合双回线路任意点故障的仿真期刊论文-电力系统自动化 2001(15)6.韦钢.朱若松 T型线路故障的时域计算 1998(1)7.吴维韩.张芳榴 电力系统过电
37、压数值计算 19898.Javad Sadeh.Hadjsaid N.Ranjbar A M Accurate Faulte Location Algorithm for Series Compensated Transmission Lines2000(3)9.Damir Novosel.Bernhard Bachman.David Hart Algorithm for Locating Faults on Series Compensated Lines Using NeuralNetwork And Deterministic Methods 1996(4)相似文献(10条)相似文献(1
38、0条)1.期刊论文 司大军.陈学允.束洪春 复杂电力系统电磁暂态数字计算关键技术研究-电工技术学报2003,18(2)对新型保护和故障测距算法进行测试时需要大量的不同位置、不同故障类型、不同故障起始角的暂态仿真数据,而常用的EMPT在建立这些数据时需要手工逐一完成,十分繁杂.因此有必要编制适合于新型保护和故障测距算法测试的电磁暂态计算程序.本文对故障起始角的设定、计算步长的选择、故障处理以及大量暂态仿真的实现等关键技术进行了探讨.使用本文方法编写的暂态计算程序可极其方便地对线路不同位置、不同故障引起的电磁暂态过程进行批处理式的数字仿真,亦可极其方便地仿真发展型故障和复故障,在线路保护仿真校验和
39、过电压计算等方面极具意义.大量仿真表明,本方法精度高、速度快.2.学位论文 赵亮亮 电力系统电磁暂态数字仿真中自耦变压器模型的研究 2004 高压自耦变压器以其成本低、励磁功率低和运行效率高等优点,被广泛地应用到了高压电力网络当中,成为重要的传递电能的电压转换设备.例如,截至2003年底,在华东500千伏电网中服役的变压器中,自耦变压器的数目已经占到80以上.但是目前电磁暂态仿真软件中,针对高压电网而建立的适用于数微妙至数秒之间电磁暂态变化过程仿真的自耦变压器模型,几乎没有.该文在原有DCMX仿真程序的基础上,提出了电力系统电磁暂态数字仿真中一种精确的三相自耦变压器的数学模型,该模型将自耦变压
40、器用理想自耦变压器处理,并应用受控源原理和修正后的阻尼梯形法推导出了对应的综合友模,易于在暂态仿真中建立节点电压方程.由于精确考虑了自耦变压器绕组间电和磁的联系,使电磁暂态故障仿真中自耦变压器一侧故障对另一侧的影响变得直接而准确.经过对实验系统各种故障下的仿真计算和华东500kV电网的仿真计算,证明该模型是完全正确的.该文实现了仿真计算软件与BPA、PSS/E电力系统计算软件之间的接口.这样对于一个已经使用BPA软件计算了潮流和使用PSS/E计算了等值参数的电力网络,该仿真软件能够自动地利用这两方面的数据(潮流结果和等值网络参数)进行等值后的网络电磁暂态仿真计算,大大地提高了工作效率.此外,该
41、文提供了仿真计算后的电压电流曲线按照IEEE的COMTRADE通用格式进行输出的功能,完善了仿真程序,便于工程应用.3.期刊论文 岳程燕.周孝信.李若梅 电力系统电磁暂态实时仿真中并行算法的研究-中国电机工程学报2004,24(12)该文从软件开发的角度出发,提出了一种解决电磁暂态实时仿真问题的分网并行算法.算法中采用节点分裂进行网络分割,采用子网内部节点电压方程与子网之间边界点电压相等的关系联合求解网络,并结合长输电线解耦法,在电科院开发的实时仿真器ADPSS中实现了电磁暂态分网并行计算,使网络中任意点都可以作为边界点进行网络分割.该算法不但能保持长输电线解耦法并行计算的较高并行效率,还能提
42、高分网并行的灵活性.实际系统的计算结果表明:文中所提出的网络并行算法是正确和有效的;节点分裂法即可用于交直流电力系统实时仿真分网并行计算,以实现交直流系统实时仿真.也可应用于电力系统电磁暂态仿真与机电暂态仿真接口计算中,实现电力系统电磁暂态仿真与机电暂态仿真的混合仿真.4.期刊论文 王栋.童陆园.洪潮.WANG Dong.TONG Lu-yuan.HONG Chao 数字计算机机电暂态与RTDS电磁暂态混合实时仿真系统-电网技术2008,32(6)将机电暂态计算与电磁暂态计算进行实时接口,在一次仿真过程中同时实现大规模电力系统的机电暂态仿真和局部网络的电磁暂态仿真.还设计了数字计算机与RTDS
43、的混合实时仿真平台,对其中的关键技术进行了研究和探讨,主要包括在进行机电暂态和电磁暂态仿真时如何对对侧系统进行等值以及两部分程序相互接口时的数据交换方式,并提出了解决这些问题的新思路,即构造的等值模型应该能够正确反映对侧系统的运行状态,而对次要因素可以简化.5.学位论文 张智 非线性PID系统控制的SVC的模型与电力系统数字仿真 2005 并联无功补偿是调整电力系统电压的常用措施。现代静止无功发生器(StaticVarCompensator)将电力电子元件引入传统的静止并联无功补偿装置，从而实现了补偿的快速和连续平滑调解。建立尽可能精确的被控对象模型，是实现先进控制策略以获得高质量控制效果的前
44、提。本文在目前现有的PID控制调节的TCR-TSC型SVC的数学模型基础上，提出了在电力系统电磁暂态数字仿真中利用BP神经网络精确的寻找PID控制系统参数(Kp、Ki、Kd)的TCR-TSC型SVC的数学模型，并将该模型运用于电力系统电磁暂态数字仿真中。该模型将PID控制参数通过BP神经网络寻优，通过大量训练学习、最终找到适合的PID控制参数，并应用受控源原理和修正后的阻尼梯形法推导出了对应的综合友模，易于在暂态仿真中建立节点电压方程。由于精确考虑了神经网络、PID控制系统以及SVC之间的联系，使得在电力系统潮流计算中以及电磁暂态故障仿真中SVC对节点电压的支持和影响变得直接而准确。经过对实验
45、系统各种故障下的仿真计算和华东500kV电网的仿真计算，证明该模型是正确的。本文实现了仿真计算软件与BPA、PSS/E电力系统计算软件之间的接口。对于一个已经使用了BPA软件和PSS/E软件计算了的电力系统网络，能够自动利用这两方面的网络等值参数进行网络电磁暂态仿真计算。大大提高了工作效率。仿真结果按照IEEE的COMTRADE通用格式进行输出，便于工程应用和与其他电力系统仿真软件兼容。6.期刊论文 岳程燕.田芳.周孝信.吴中习.李若梅.YUE Cheng-yan.TIAN Fang.ZHOU Xiao-xin.WU Zhong-xi.LI Ruo-mei 电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真接
46、口原理-电网技术2006,30(1)在电力系统仿真中,如果能在一次仿真过程中同时实现大规模电网的机电暂态仿真与部分电网的详细电磁暂态仿真,那么对详细分析系统特性,特别是直流输电、FACTS元件等的特性具有重要的理论价值和现实意义.针对这一问题,笔者在比较电磁暂态仿真和机电暂态仿真模型与方法的基础上提出了一种电力系统电磁暂态-机电暂态混合仿真的通用接口方法.该方法在我国实际电网中的成功应用证明了其有效性和实用性.笔者将分三个系列进行相关讨论,此文为系列报告之一,主要提出了电磁暂态-机电暂态混合仿真的实现原理及接口模型,如接口等值电路的设计、接口交换时序的设计等.7.期刊论文 商立群.贾文胜.Sh
47、ang Liqun.Jia Wensheng 电力系统电磁暂态仿真技术-仪器仪表学报2005,26(z1)电力系统电磁暂态的研究是电力系统诸多研究问题中最为复杂的问题之一.综述电磁暂态研究的方法,重点介绍了电磁暂态数字仿真技术-理论基础、模型和计算方法以及新的进展.8.学位论文 贾旭东 基于RTDS的交直流系统实时数字仿真方法研究与实现 2009 直流输电技术在远距离、大容量输电和电力系统互连等方面具有明显的优势，因此在“西电东送、全国联网”工程中发挥着重要作用，但同时也给整个系统的稳定性带来了严重的影响。利用实时电磁暂态仿真工具可以与实际直流输电控制设备连接，精确模拟交直流系统的动态特性。文
48、中基于实时数字仿真器(RTDS)建立了交直流系统实时数字仿真实验平台，对实际电网典型故障进行了仿真研究，提出了电磁/机电暂态混合实时仿真方法，并初步建立了电力系统仿真可信度评估理论体系。主要工作如下：1提出了交直流系统RTDS仿真建模的一般原则。介绍了交流系统动态等值、仿真步长的选择以及处理器资源分配等关键问题，给出了仿真元件模型的选择原则，并针对RTDS部分元件模型存在的缺陷提出了改进措施，建立了交直流系统实时仿真实验平台。2根据某交直流电网实际结构和负荷特性搭建了仿真模型，提出利用RTDS对现场故障录波进行回放的方法，形成了一套较完善的故障录波数据处理工具和回放流程。对在该电网中实际发生的
49、4个典型故障进行了仿真研究。通过仿真实验成功地再现了实际故障的全过程，并且分析了事故发生的原因，提出了合理的改进建议。3对比分析了电磁暂态和机电暂态仿真方法与数学模型，提出了基于RTDS实现电磁/机电暂态混合实时仿真的基本原理。文中推导了适合电磁和机电暂态并行计算的混合仿真接口等值电路求取方法，阐述了接口等值电路的形成和实现过程。特别提出了一种改进的并行数据交互时序方案。4选择采用RTDS自定义模型接口方式实现电磁/机电暂态混合实时仿真，利用多线程和双链表稀疏矩阵等技术在RTDS/CBuilder环境下开发了实时机电暂态仿真程序。通过仿真实验证明，提出的接口等值电路模型合理且计算简便，基于RT
50、DS的电磁/机电暂态混合实时仿真方法是正确的。5提出了使用残差相似度指标来表征动态仿真的整体误差；提出使用频率相似度、阻尼相似度和幅值相似度等指标来表征暂态信号的特征量误差。并在LabVIEW环境下开发了仿真可信度分析程序。在此基础上，针对电磁/机电暂态混合实时仿真和交直流电网实际故障仿真结果进行了可信度分析，得到了仿真误差具体的量化指标，对仿真结果的可信度给出了准确客观的评价。9.期刊论文 商立群.贾文胜.Shang Liqun.Jia Wensheng 电力系统电磁暂态仿真技术-仪器仪表学报2005,26(8)电力系统电磁暂态的研究是电力系统诸多研究问题中最为复杂的问题之一.综述电磁暂态研