動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備和相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的復(fù)雜的系統(tǒng)。在實(shí)際電力系統(tǒng)上進(jìn)行試驗(yàn)和研究，會(huì)破壞系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？紤]到經(jīng)濟(jì)性、安全性等原因，常通過建立一個(gè)與電力系統(tǒng)相似的模型而間接地研究它的規(guī)律，這種間接實(shí)驗(yàn)技術(shù)就是電力系統(tǒng)仿真技術(shù)。 在電力系統(tǒng)的發(fā)展歷程中，仿真技術(shù)一直發(fā)揮著重要作用。由于受試驗(yàn)室規(guī)模和物理設(shè)備的限制，數(shù)?；焓椒抡嫜b置的仿真規(guī)模不可能無限大，而隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，電力系統(tǒng)數(shù)字仿

2、真由于具有不受原型系統(tǒng)規(guī)模和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性限制，能保證被研究系統(tǒng)的安全性和具有良好的經(jīng)濟(jì)性、方便性等優(yōu)點(diǎn)，正被愈來愈多的科技人員所關(guān)注，近年來數(shù)字仿真取得了許多突破性進(jìn)展。電力系統(tǒng)數(shù)字仿真已成為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃、測試、分析的主要工具，相應(yīng)的決策無不是以數(shù)字仿真的結(jié)果為依據(jù)。但數(shù)字仿真畢竟是仿真，其與實(shí)際系統(tǒng)有著或大、或小的誤差，誤差的大小及性質(zhì)對(duì)決策的正確性具有決定作用。因此應(yīng)最大限度地保證仿真的準(zhǔn)確性。 電力系統(tǒng)數(shù)字仿真的步驟可

3、分為：建立有關(guān)被研究對(duì)象的數(shù)學(xué)模型；將數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為仿真模型，通過仿真模型，并根據(jù)工程需要利用計(jì)算機(jī)開發(fā)各種仿真軟件和進(jìn)行各種仿真試驗(yàn)；對(duì)仿真軟件性能或仿真試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，并通過 修改和調(diào)整仿真模型使之符合實(shí)際系統(tǒng)的要求。 建立電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型并轉(zhuǎn)化為仿真模型是電力系統(tǒng)仿真的基礎(chǔ)工作。大量的電力系統(tǒng)工程研究和事故仿真表明，仿真模型與參數(shù)對(duì)電力系統(tǒng)仿真精度與可信度有重大影響。正是基于此選擇動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)數(shù)字仿真模型的

4、研究作為論文課題是有現(xiàn)實(shí)意義的。 電力系統(tǒng)由各種不同的元件組成，元件的動(dòng)態(tài)特性對(duì)于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程有直接的影響。本文首先從各元件的模型入手，分別分析了同步電機(jī)、勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)、原動(dòng)機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)、負(fù)荷等元件的動(dòng)態(tài)特性及數(shù)學(xué)模型。由于考慮問題的角度不同及實(shí)際情況的差異，比如，仿真試驗(yàn)、研究仿真、培訓(xùn)仿真等對(duì)系統(tǒng)模型的精度要求不一，對(duì)元件的數(shù)學(xué)模型的要求并不相同。因此，在建立元件的數(shù)學(xué)模型時(shí)，一方面盡可能使建立的模型做到精確，能夠真正體現(xiàn)

5、系統(tǒng)的特征；另一方面，考慮不同的實(shí)際需要，對(duì)模型進(jìn)行不同程度的簡化或假設(shè)，以便能更有效地解決問題。 對(duì)于電力系統(tǒng)整體的仿真模型，本文提出了幾種動(dòng)態(tài)電力系統(tǒng)(機(jī)電暫態(tài)過程)仿真模型及算法。對(duì)每一種仿真模型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，指出了各自的適用范圍；考慮到基于隱式積分法的機(jī)電暫態(tài)仿真模型與算法是發(fā)展趨勢，故特別詳細(xì)地進(jìn)行了討論。由于在動(dòng)態(tài)分析中要求解微分方程組，對(duì)常微分方程的解法也進(jìn)行了討論，著重說明了我們關(guān)心的計(jì)算方法的精度和數(shù)值穩(wěn)