基于ATP-EMTP的大型电力系统暂态稳定仿真

提出采用电磁暂态仿真软件EMTP的ATP版本作为大规模电力系统的暂态稳定仿真工具,用以解决机电暂态仿真程序所不能仿真的电力电子的快速暂态过程、非线性元件模型和系统不对称运行。通过对固定串补不同模型的分析,说明采用ATP-EMTP进行暂态稳定计算的必要性。通过对江苏苏北电网的ATP-EMTP和电力系统分析综合程序(PSASP)的潮流和暂态稳定的对比试验,验证了用ATP-EMTP进行大规模电力系统暂态稳定仿真的可行性。

基于ATP的静止无功补偿器电磁暂态仿真模型建模

为了研究安装于电网的静止无功补偿器特性及其对电网的影响,需要对SVC进行建模并进行电磁暂态仿真,为了达到电磁暂态研究的有效性,需要建立和实际SVC设备高度一致的仿真模型。通过实际案例介绍了通过ATP仿真软件建立和实际SVC设备高度一致模型的方法,对于应用于电网的SVC的控制方法及建模方法进行了详细的阐述,详细介绍了低电压控制、自适应增益、通过线性拟合求解触发角等功能和方法。并将所建ATP模型的仿真结果和实际装置的RTDS(real time digital power system)仿真结果进行了对比,结果表明二者的波形非常接近,表明所建ATP模型能够充分反映SVC的实际特性,对于通过ATP仿真软件进行电磁暂态研究提供了有效和可信的手段。

雷击下金属氧化物避雷器ATP仿真模型分析

在雷电冲击下,对金属氧化物避雷器的动态特性和仿真计算中等效模型的建立进行了分析。讨论了采用分段线性法、单指数和多指数函数拟和法、线性和非线性混合拟和法分析金属氧化物避雷器伏安特性的优缺点。指出金属氧化物避雷器在电磁暂态计算程序(ATP)中宜采用Pinceti模型,在金属氧化物电阻片中电阻非线性的计算宜采用多指数函数拟和法。

基于ATP-EMTP的线路避雷器仿真研究

安装线路避雷器后,传统的各防雷性能参数计算方法失效,对线路防雷的分析产生极大的影响。利用电力系统电磁暂态仿真软件(ATP-EMTP)对安装线路避雷器后的耐雷水平和分流系数进行仿真计算,可有效提高对线路的安全保护,其计算便捷,结果准确。重点介绍了计算方法和计算过程。

彬长矿业口木线35 kV线路雷电过电压仿真分析

35 kV口木线是保障彬长矿区安全有序生产的重要供电线路,虽全线架设有避雷线,但由于地处山区,杆塔所处地势较高且线路绝缘水平较低,雷击事故频发。由于现有的防雷措施已不能满足需求,在ATP-EMTP中搭建35 kV口木线的仿真模型,计算该线路不同雷击情况下的雷电过电压;分析在线路易击杆塔装设线路避雷器对雷电过电压的抑制效果。结果表明,加装线路避雷器可以有效提高线路耐雷水平,减小线路及两端变压器的雷电过电压,计算结果为口木线防雷改造提供了依据。

输电线路复合差动保护方案

结合相量差动保护和采样值差动保护的性能特点,提出了输电线路复合差动保护方案。该方案依靠采样值差动原理在1个工频周期内可靠切除大多数较严重的故障,通过相量差动保护原理对轻微内部故障作出反应,同时引入制动电流判据,在严重外部故障时自适应增加200ms延时来克服电流互感器(TA)饱和对相量差动的影响。该方案无需配置复杂的TA饱和检测元件,保护判据成熟可靠。仿真结果表明,该方案的可靠性、灵敏性以及抗TA饱和性能均优于单一原理的差动保护。

T型线路电流差动保护研究

介绍了目前常见的几种基于故障分量的T型线路电流差动保护判据,并对各种判据的动作特性及制动特性进行了对比分析。在此基础上,研究分析了影响电流差动保护性能的制动量及制动系数的选取问题,通过对原有判据制动系数的改进,提出了一种改进的T型线路电流差动保护判据,并对改进前后判据的工作情况进行了大量的仿真试验。仿真结果表明,该判据具有良好的分相动作能力,并可根据外部故障和内部故障,自动调节制动系数,使得该判据在灵敏度、可靠性以及允许误差范围等方面均具有更好的性能,在发生电流互感器饱和、内部故障有穿越性电流流出等情况下也能正确动作。

基于5次谐波突变量的小电流接地系统选线

为了解决小电流接地系统选线难的问题,在对小电流接地系统单相接地故障的特点进行详细分析的基础上,提出通过综合比较各线路的故障相和非故障相的5次谐波电流突变量以及本线路和相邻线路故障相的5次谐波电流突变量两个判据进行故障选线。对故障后5 s和故障前1 s的数据之差进行傅里叶滤波得到5次谐波电流突变量。利用所提方法做了大量的仿真试验,结果表明,该选线方法不受暂态过程、故障点过渡电阻、线路长度等因素的影响,可以正确选线。

基于暂态能量的超高压串补线路故障选相

超高压输电线路发生故障时,线路上的串补电容及其保护回路都将在故障时产生附加的暂态分量。为此,分析了串补线路故障时暂态电流特征,在得出串补对高频暂态电流影响较小的结论后,利用改进递归小波对故障时各相的高频电流能量进行分析,通过比较能量来识别故障类型和判别故障相别。大量ATP(thea lternative trans ien ts program)仿真实验以及实际录波数据验证表明,该算法在不同故障条件下(不同故障位置和初始角等)都能正确选出故障相。

利用行波经验模态分解实现线路故障测距

为提高行波测距的准确性,根据暂态行波的频谱特征以及行波的高频分量的传播特性,利用经验模态分解原理所具有良好的时频局部化性能、自适应多分辨特性来提取行波的高频分量,将其用来确定行波测距所需的时间参数,同时使用该频率下的行波传播速度,从而实现将行波的时间和速度结合起来以达到更好的准确性,ATP仿真结果表明该方法具有可行性且测距精度好于小波变换。

电力变压器仿真模型中电感参数计算方法的研究

针对现有变压器仿真模型电感参数计算存在的问题,提出了一种从磁路计算变压器模型参数的方法。该方法从变压器的基本耦合磁路出发,分别计算变压器的互感和漏感,并且在计算漏感矩阵的时候,考虑了纵向漏磁通和横向漏磁通的影响,使得应用此方法得到的电感参数更加准确。为了验证磁路计算法的正确性,将一台模拟变压器的内部故障仿真试验数据与动模试验数据进行了比较,结果表明提出的磁路计算法是正确的。

基于改进贝叶斯分类法的电能质量扰动分类方法

基于改进贝叶斯分类法提出了2种改进的暂态电能质量扰动分类方法。该分类方法保留了原贝叶斯分类法“最优分类”的性质,使原贝叶斯分类法转化为非参数分类法,扩大了分类法的适用范围,可对数量有限的交叉样本进行最优分类。采用交流暂态仿真软件对5种典型的电能质量扰动信号如电压振荡、电压中断等进行仿真和分类识别。对暂态电压扰动的分类结果表明,上述改进的暂态电能质量扰动分类方法分类特性良好、适用范围较广。

工业电力系统谐波分析的高精度FFT算法

为了减少非同步采样对快速傅里叶变换的影响,提高电力系统谐波分析的精度,详细介绍了一种基于五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT算法的谐波参数估计的新方法,并推导了其谐波参数估计公式。利用选择性暂态程序ATP建立一个实际的400/33kV工业电力系统的仿真模型,对系统的谐波电流进行仿真。然后针对不同程度的频谱泄漏,采用FFT和所提出的五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT两种算法对16次谐波参数估计值进行对比分析,实验结果表明:在相同条件下,五项窗Rife-Vincent(Ⅰ)插值FFT算法较FFT算法在频率、幅值和相位的估计值精度上有明显提高。

晶闸管控制的串联电容补偿模型的综合研究

采用拉氏变换精确推导出适用于瞬时过渡阶段和稳态阶段的TCSC回路中电容器、电抗器和晶闸管元件的电压和电流数学表达式，再采用傅里叶分析进一步导出了TCSC基波阻抗和晶闸管触发角之间精确的数学关系。利用电磁暂态程序（EMTP）验证了TCSC回路数学分析的正确性。此外，建立了带有微机控制的完整的TCSC动模试验装置，并通过动模试验进一步同TCSC回路的数学分析和仿真结果作比较。动模试验的结果与理论分析和仿真的结论较好地吻合，且证实了数学分析和数字仿真中采用线路电流保持正弦假设的合理性。

一起雷击引起的典型电网事故分析

根据一起雷击事故的录波图和保护反应报告对继电保护动作的分析,推断弱馈保护在对侧母线故障时不能出口的原因,在于动作逻辑中等待闭锁信号的时间过长。通过ATP仿真程序对线路过电压波形进行了仿真,分析了开关爆炸引起电流互感器顶部外壳对底座放电,确认了雷击过电压是这次故障产生的原因。提出防止类似事故的对策建议。

电流互感器饱和特性分析与仿真

电流互感器饱和问题一直是影响保护正确动作的关键问题,所以需要对电流互感器饱和情况进行深入的研究,分析二次电流波形。同时,电流互感器的二次侧负荷也影响着互感器的饱和,针对二次侧不同的负载,对电流互感器的稳态饱和与暂态饱和做出理论分析和仿真。

煤矿35kV供电线路防雷仿真分析

选取煤矿35 kV输电线路作为仿真研究对象,采用ATP-EMTP电磁暂态分析软件建立雷击输电线路的仿真模型,通过改变杆塔接地电阻值的大小和有无避雷线对雷击过程的影响进行仿真分析。仿真结果表明,当雷电流幅值为120 kA,雷击杆塔塔顶时,杆塔接地电阻为5Ω、10Ω、15Ω,受雷击杆塔电压分别为1.15 MV、1.38 MV、1.65 MV。未加避雷线时,受雷击杆塔电压为1.6MV,加装避雷线后受雷击杆塔电压为1.15 MV,仿真结果验证了35 kV线路全线架设避雷线可有效降低输电线路的过电压。

基于小波变换的配电网故障选线的研究

针对小电流接地系统单相接地故障选线的研究现状,提出了基于非故障相暂态电流的单相接地故障选线的方法。该方法利用小波变换分析非故障相暂态电流,通过对暂态电流模极大值数值的比较来实现故障线路的选择。ATP仿真分析的结果表明,该方法准确可靠。

基于ATP-EMTP的耐雷水平研究

采用ATP-EMTP软件搭建某实际线路模型,通过规程计算与仿真计算,对比分析3种雷击方式下的耐雷水平,研究哪种情况对线路的危害最大。针对雷击塔顶这种方式下,仿真分析其变量对耐雷水平的影响程度。并分析规程计算与仿真计算耐雷水平时产生误差的原因。认为:在对线路采取防雷措施时应特别考虑雷击塔顶这种情况并首先应将各基杆塔的接地电阻降至标准值以下。