交直流大电网的电磁暂态仿真研究
发布时间：2021-06-24 11:48
远距离大容量输电和电网互联是电力系统发展必然趋势,对电力系统仿真提出了更高的要求。陕西电网是我国西北电网的重要组成部分,位于中心位置的宝鸡换流站发生换相失败将对陕西甚至西北电网的安全稳定产生严重影响,需要采用合理的手段对其进行电磁暂态仿真研究。但目前国内电网基础数据主要用于机电暂态仿真,大电网电磁暂态仿真数据匮乏。本文围绕交直流大电网电磁暂态仿真和建模完成了以下工作:研究电网元件模型和数据的转换,将机电暂态计算用模型和数据转换为电磁暂态计算用模型和数据。就电力系统仿真软件PSASP与ATP-EMTP,对比发电机、输电线路、变压器和负荷的模型和数据,得出相应模型转换关系。通过一个三机九节点的小型电力系统,对转换方法及效果进行了验证。研究交直流大电网建模方法,分别对交流系统和直流系统进行精确建模,并整合为统一的大电网。提出了一种基于自定义模块的数据转换方法,采用MATLAB编写自动转换程序,将PSASP交流电网数据快速转换为适用于ATP-EMTP的数据,通用性强,易于实现。重点研究了使用MODELS和TACS对换流器及其控制系统模型的建立方法,实现换流站直流部分精确建模,提高了建模的灵活性...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PSASP发电机数据界面
2电网元件模型转换方法研究11电机模型是以常规设计的电机为对象的，即定子上有三相交流电枢绕组，转子上有一个直流励磁绕组。相坐标表示的Type-58模型比dq0坐标表示的Type-59模型有更好的稳定性和精度，但是Type-59模型计算速度更快，更有利于进行大规模电网的计算，最终选择Type-59模型作为本文的转换对象。通常情况下，一般难以直接获得所需的全部参数，且式中的所有参数都为同步发电机中的原始标幺值形式表示的参数，所以在仿真软件中通常使用稳态、暂态和次暂态参数来表示。（2）参数转换PSASP中发电机模型的主要数据有节点名称、基础参数、同步机模型数据以及潮流数据参数。PSASP所要提供的数据有电机节点名称、额定电压值、额定容量、同步机数据、机端电压值及相角。在电磁暂态过程中，事故发生后的短时间内，发电机的原动机及调速系统来不及调整，可以不考虑这部分的影响。发电机机电暂态仿真模型在PSASP中的参数如图2.1所示。（a）功率和电压（b）发电机及其调节器图2.1PSASP发电机数据界面ATP-EMTP中发电机模型数据格式如图2.2所示。图2.2ATP中59型电机参数对于PSASP与ATP-EMTP中的共有参数如表2.3所示：
西安科技大学全日制工程硕士学位论文16（a）PSASP线路模型（b）ATP-EMTP线路模型图2.5线路模型数据格式2.2.3变压器模型（1）数学模型对比变压器作为电力系统中必不可少的元件，其选型的准确与否直接关系到仿真性能是否符合实际，选择ATP-EMTP中变压器转换模型的时候，PSASP中变压器的数据形式也是选型转换中必须考虑的一个因素，两绕组和三绕组变压器模型的数学模型如图2.6和图2.7所示。ATP-EMTP中可选的变压器模型有饱和变压器模型和BCTRAN模型。饱和变压器模型中没有考虑元件之间的耦合，增加了一个内部节点，绕组上电压和电流关系主要通过理想变压器来表现。饱和变压器模型是单相的，但可以用三个饱和变压器模型模拟三相变压器。而BCTRAN模型也称为阻抗矩阵模型，工频稳态电压作用下的等值阻抗就是其正序或零序阻抗，当模型中需要仿真非线性支路时，可以额外加入一个并联支路，模型本身并不能模拟非线性支路，需要用到的参数有变压器的容量、变压器的空载损耗和短路损耗以及线电压。IJR1+jX1Gm+jBm1:Tk图2.6双绕组变压器模型示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]大电网仿真工具现状及其在华北电网推广应用的思考[J]. 訾鹏,李轶群,谭贝斯,陈曦,贾琳,王茂海. 电力自动化设备. 2019(09)
[2]直流机电暂态仿真建模及与电磁暂态仿真的对比[J]. 李威,牛拴保,吕亚洲,柯贤波,霍超,于洋,徐政,文一宇,刘楠. 高压电器. 2018(08)
[3]柔性直流电网的快速电磁暂态仿真[J]. 范新凯,王艳婷,张保会. 电力系统自动化. 2017(04)
[4]多端直流输电接入下的交直流混联系统电压稳定性研究综述[J]. 杨堤,程浩忠,姚良忠,曾平良. 电网技术. 2015(08)
[5]基于PSOGA算法BPA到PSASP数据转换[J]. 叶青,朱永强,李红贤. 电力建设. 2015(04)
[6]德宝直流系统与宝二扩建机组SSO仿真分析[J]. 张功望,王渝红,张超,杨东斌,左坤,欧林. 电测与仪表. 2014(16)
[7]电力系统仿真软件PSASP的在线应用[J]. 先逸,王晓茹,刘月贤,李泽琦. 中国电力. 2014(08)
[8]考虑交流系统负荷模型的直流输电系统特性分析[J]. 肖俊,李兴源. 电网技术. 2013(09)
[9]BPA向PSCAD模型转换的研究[J]. 陶华,许津津,邹文聪. 电力自动化设备. 2013(08)
[10]大电网建设经济性评价内容与评价指标的研究[J]. 刘连光,赵万里,王智冬,刘自发,韩丰,李金超. 电力建设. 2013(08)
博士论文
[1]大规模交直流系统电磁暂态仿真和稳定控制技术研究[D]. 翁华.浙江大学 2014
[2]复杂电力系统精确仿真及改进方法[D]. 顾丹珍.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]电网模型由PSASP向ATP-EMTP的转换方法研究与应用[D]. 张娜娜.西安科技大学 2019
[2]基于ATP-EMTP的大电网电磁暂态仿真及等值研究[D]. 曾垂杨.西安科技大学 2018
[3]ADPSS与PSCAD电磁暂态模型自动转换系统的研究与开发[D]. 胡海洋.华北电力大学(北京) 2018
[4]电力系统全网一体化仿真平台的构建及应用[D]. 孙鹏.北京交通大学 2016
[5]PSASP与PSS/E模型比较及元模式支持下的转换研究[D]. 张凌云.华北电力大学(北京) 2016
[6]高压直流输电线路故障暂态分析研究[D]. 孙天甲.上海交通大学 2015
[7]PSASP模型向PSCAD软件转换方法研究及应用[D]. 郭杏叶.重庆大学 2015
[8]基于自定义模式的PSS/E与PSASP模型转换与仿真对比[D]. 兰涛.华北电力大学 2014
[9]交直流电力系统仿真方法与动态特性的研究[D]. 王雪丽.山东大学 2011
[10]±660kV银东直流输电系统换相失败研究[D]. 慈文斌.山东大学 2011
本文编号：3247038
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PSASP发电机数据界面
2电网元件模型转换方法研究11电机模型是以常规设计的电机为对象的，即定子上有三相交流电枢绕组，转子上有一个直流励磁绕组。相坐标表示的Type-58模型比dq0坐标表示的Type-59模型有更好的稳定性和精度，但是Type-59模型计算速度更快，更有利于进行大规模电网的计算，最终选择Type-59模型作为本文的转换对象。通常情况下，一般难以直接获得所需的全部参数，且式中的所有参数都为同步发电机中的原始标幺值形式表示的参数，所以在仿真软件中通常使用稳态、暂态和次暂态参数来表示。（2）参数转换PSASP中发电机模型的主要数据有节点名称、基础参数、同步机模型数据以及潮流数据参数。PSASP所要提供的数据有电机节点名称、额定电压值、额定容量、同步机数据、机端电压值及相角。在电磁暂态过程中，事故发生后的短时间内，发电机的原动机及调速系统来不及调整，可以不考虑这部分的影响。发电机机电暂态仿真模型在PSASP中的参数如图2.1所示。（a）功率和电压（b）发电机及其调节器图2.1PSASP发电机数据界面ATP-EMTP中发电机模型数据格式如图2.2所示。图2.2ATP中59型电机参数对于PSASP与ATP-EMTP中的共有参数如表2.3所示：
西安科技大学全日制工程硕士学位论文16（a）PSASP线路模型（b）ATP-EMTP线路模型图2.5线路模型数据格式2.2.3变压器模型（1）数学模型对比变压器作为电力系统中必不可少的元件，其选型的准确与否直接关系到仿真性能是否符合实际，选择ATP-EMTP中变压器转换模型的时候，PSASP中变压器的数据形式也是选型转换中必须考虑的一个因素，两绕组和三绕组变压器模型的数学模型如图2.6和图2.7所示。ATP-EMTP中可选的变压器模型有饱和变压器模型和BCTRAN模型。饱和变压器模型中没有考虑元件之间的耦合，增加了一个内部节点，绕组上电压和电流关系主要通过理想变压器来表现。饱和变压器模型是单相的，但可以用三个饱和变压器模型模拟三相变压器。而BCTRAN模型也称为阻抗矩阵模型，工频稳态电压作用下的等值阻抗就是其正序或零序阻抗，当模型中需要仿真非线性支路时，可以额外加入一个并联支路，模型本身并不能模拟非线性支路，需要用到的参数有变压器的容量、变压器的空载损耗和短路损耗以及线电压。IJR1+jX1Gm+jBm1:Tk图2.6双绕组变压器模型示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]大电网仿真工具现状及其在华北电网推广应用的思考[J]. 訾鹏,李轶群,谭贝斯,陈曦,贾琳,王茂海. 电力自动化设备. 2019(09)
[2]直流机电暂态仿真建模及与电磁暂态仿真的对比[J]. 李威,牛拴保,吕亚洲,柯贤波,霍超,于洋,徐政,文一宇,刘楠. 高压电器. 2018(08)
[3]柔性直流电网的快速电磁暂态仿真[J]. 范新凯,王艳婷,张保会. 电力系统自动化. 2017(04)
[4]多端直流输电接入下的交直流混联系统电压稳定性研究综述[J]. 杨堤,程浩忠,姚良忠,曾平良. 电网技术. 2015(08)
[5]基于PSOGA算法BPA到PSASP数据转换[J]. 叶青,朱永强,李红贤. 电力建设. 2015(04)
[6]德宝直流系统与宝二扩建机组SSO仿真分析[J]. 张功望,王渝红,张超,杨东斌,左坤,欧林. 电测与仪表. 2014(16)
[7]电力系统仿真软件PSASP的在线应用[J]. 先逸,王晓茹,刘月贤,李泽琦. 中国电力. 2014(08)
[8]考虑交流系统负荷模型的直流输电系统特性分析[J]. 肖俊,李兴源. 电网技术. 2013(09)
[9]BPA向PSCAD模型转换的研究[J]. 陶华,许津津,邹文聪. 电力自动化设备. 2013(08)
[10]大电网建设经济性评价内容与评价指标的研究[J]. 刘连光,赵万里,王智冬,刘自发,韩丰,李金超. 电力建设. 2013(08)
博士论文
[1]大规模交直流系统电磁暂态仿真和稳定控制技术研究[D]. 翁华.浙江大学 2014
[2]复杂电力系统精确仿真及改进方法[D]. 顾丹珍.上海交通大学 2007
硕士论文
[1]电网模型由PSASP向ATP-EMTP的转换方法研究与应用[D]. 张娜娜.西安科技大学 2019
[2]基于ATP-EMTP的大电网电磁暂态仿真及等值研究[D]. 曾垂杨.西安科技大学 2018
[3]ADPSS与PSCAD电磁暂态模型自动转换系统的研究与开发[D]. 胡海洋.华北电力大学(北京) 2018
[4]电力系统全网一体化仿真平台的构建及应用[D]. 孙鹏.北京交通大学 2016
[5]PSASP与PSS/E模型比较及元模式支持下的转换研究[D]. 张凌云.华北电力大学(北京) 2016
[6]高压直流输电线路故障暂态分析研究[D]. 孙天甲.上海交通大学 2015
[7]PSASP模型向PSCAD软件转换方法研究及应用[D]. 郭杏叶.重庆大学 2015
[8]基于自定义模式的PSS/E与PSASP模型转换与仿真对比[D]. 兰涛.华北电力大学 2014
[9]交直流电力系统仿真方法与动态特性的研究[D]. 王雪丽.山东大学 2011
[10]±660kV银东直流输电系统换相失败研究[D]. 慈文斌.山东大学 2011
本文编号：3247038
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