基于PSCAD/EMTDC电磁暂态的雷击干扰与故障仿真分析

输电线路遭雷击干扰时,高频成分占比增加,具有与故障信号相类似的暂态过程,维护时可能由于特征的相似性而引起暂态量保护的误判,给维护带来错误引导,因此精准识别与分析至关重要。基于此,本文根据雷击干扰、雷击故障和非雷击故障三种状态的波形,提出识别判据,从多个维度综合判断具体类型,为检验判断方案的可行性,进行PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真分析。研究表明,本文方案在识别各相线雷击干扰与故障时具有精度高、速度快的优势,可行性良好,可供参考。

高压输电线路发展性短路故障电磁暂态数字仿真研究

通过对时变电导（或电阻）作适当处理，可较方便地使领域内的输电线路电磁暂态计算既能考虑线路参数的频变又可考虑过渡电阻的时变，从而做到对发展性短路故障的精确数字仿真。本文方法在abc相分量上进行计算，所以适用于均匀换位或不换位的单回线、双回线和线路传播常数矩阵ZY不能对角化的情况。故障时刻故障点电压的相角亦可任意设定。

复杂电力系统电气故障电磁暂态数字计算方法研究

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。

基于ATP的电磁暂态自动仿真程序

电磁暂态过程(EMTP)是电力系统中常用的仿真商业软件。ATP是其免费版本,在电力系统继电保护中得到广泛应用。针对利用ATP软件不能以批处理方式进行批量故障自动仿真的缺点,在研究了ATP软件工作机制的基础上,结合ATP仿真脚本生成规律和Windows窗口消息机制,提出一种先自动生成不同故障情况的仿真脚本,再模拟手工操作自动进行批处理故障仿真的方法。根据所提出的方法开发了ATP自动仿真程序,实现了对IEEE 14节点系统2000多种故障模式的批量仿真。

风电系统电磁暂态数学模型及其仿真

仿真技术是一门通用的支撑性技术,其核心内容是模型建立、验证和运行技术,当前已广泛应用于电力系统。电力系统发生故障或操作后,将产生复杂的电磁暂态过程和机电暂态过程,该文阐述了含风力发电的电力系统的电磁暂态的数学模型及计算机辅助分析的方法,并且应用动态仿真工具箱S imu link建模,进行实时系统的仿真。仿真结果表明风力发电机提供的短路电流在短路电流中占一定的比例,在风电装机容量不断扩大的情况下,将风力发电机作为简单负荷处理,或视为同步机处理均不合适,因此也就直接影响继电保护的整定计算。该文给出的思路和方法,为继续深入研究提供了理论基础和指导。

基于PSCAD的光伏电站交流侧故障暂态特性分析

光伏电站故障暂态特征分析过程中,由于交流侧电网模型的差异,导致故障暂态特性分析结果可信度系数较低。因此,对基于PSCAD的光伏电站交流侧故障暂态特性进行分析。在PSCAD软件的作用下构建可靠性较高的电网模型。在PSCAD模型内提取出故障电流,并计算故障暂态特征量。汇总电容放电、电流回馈以及电压恢复三个阶段的暂态特征量,获取故障暂态特性分析结果。仿真实验结果表明:单相短路故障出现后电网内部电压跌落20%,故障点暂态电流大幅度增长,分析结果信度系数达到了0.98。

基于电路等效变换的二极管箝位式模块化多电平换流器电磁暂态并行仿真模型

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)常规电磁暂态仿真模型计算资源消耗较大的问题,基于电路等效变换原理,提出了二极管箝位式模块化多电平换流器电磁暂态仿真的并行等效模型。首先将换流器子模块等效为受控源,实现子模块与换流器主电路的解耦,便于应用并行计算方法;其次根据子模块电路结构预先分析出各种可能的工作模式,以避免开关动作时重新生成计算矩阵,便于根据桥臂电流与开关状态等信息实时计算出模块端口电压。对一个12电平MMC换流器的仿真结果,验证了所提方法的有效性以及该等效模型的正确性。

基于Matlab/Simulink的高压输电线路故障定位的仿真研究

简要介绍了电磁暂态程序(Electromagnetic Transients Program,EMTP)和Matlab的特点,建立了基于Matlab仿真技术的高压输电线路模型,根据该模型,利用Simulink数学模块实现了对双端电气量输电线路准确故障定位的数字仿真。结果表明,所建立模型简单、方便,与EMTP仿真相比,利用Matlab进行仿真同样具有较高精度,满足工程实际要求。

复杂电力系统电磁暂态数字计算关键技术研究

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过电压计算等方面极具意义。大量仿真表明 ,本方法精度高。

耦合双回线路任意点故障的仿真

在分析计及耦合的双回输电线路波过程的基础上 ,建立了双回线的扩展 Bergeron模型。以此为出发点针对线路故障的电磁暂态仿真问题 ,对 EMTP的耦合线路故障预处理方法进行了改进 ,使系统无需重新进行初始值及稳态计算而应用历史值即可完成新增短路节点的计算。

基于PSCAD的AP1000核电厂发电机失磁故障仿真研究

随着核电技术的发展，核电厂发电机的单机容量越来越大。由于励磁环节的增加。发生失磁故障的几率也较高。失磁故障对核能发电机本身和电力系统的安全稳定运行造成严重威胁。制定合理的失磁保护方案，需对发电机失磁故障的动态过程有深入的了解。采用PSCAD电磁暂态仿真软件建立了单机无穷大系统仿真模型。利用AP1000大型核电厂发电机组的实际参数进行仿真研究。将仿真结果与理论分析进行对比，验证仿真模型及仿真方法的正确性。

一起实际电网故障的仿真分析

针对重庆电网发生的一起实际故障进行仿真分析。首先,介绍了故障录波数据处理的流程。然后,基于故障前运行方式和故障录波数据,应用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC搭建仿真模型,对故障波形进行重现,并推断出故障和继电保护动作的演变时序。仿真结果与录波数据的对比表明仿真模型的有效性。

江陵换流站直流极母线接地故障仿真及分析

本文建立了500kV江城直流输电工程的电磁暂态仿真模型,该仿真模型控制系统由定电流控制、最小α角控制、低压限流控制、电流偏差控制等控制器组成,能够实现直流输电系统的常规控制功能。基于该模型,针对江陵换流站一起直流极母线接地事件开展故障仿真分析,仿真结果验证了所建模型在工程性分析中的有效性。

极间短路条件下柔性直流输电系统电磁暂态特性分析

以南澳±160kV中压柔性直流系统为例,配合直流断路器的应用,利用PSCAD/EMTDC仿真软件分析了极间短路故障时系统的暂态特性。首先介绍了南澳直流工程的系统拓扑和主回路参数,然后结合不同保护策略分析了系统对直流断路器的参数要求,提出了系统与断路器配合时直流限流电抗的调整思路。最后研究了线路长度、故障位置和断路器动作对暂态特性的影响。仿真结果表明,直流断路器可以快速开断故障电流,限制电流峰值,通过调整直流限流电抗可以实现系统与断路器的配合。研究结果对柔性直流输电系统参数设置和器件及设备选型有一定参考价值。

多样性子模块混合型MMC统一外特性高效电磁暂态模型

混合型模块化多电平换流器(MMC)的高效电磁暂态仿真是研究相关技术的重要基础。然而,由于多种子模块可以被采用,且每种子模块中均包含了大量的开关,混合型MMC的详细电磁暂态模型将严重降低其仿真效率。鉴于此,文中基于开关函数的定义与电容器件的动态特性,对多样性子模块的串联结构进行了统一的动态平均化等值,并根据等值后的动态模型,提出了一种适用于直流电网高效电磁暂态仿真的混合型MMC统一外特性模型以兼顾直流电网对仿真精度及效率的双重要求。同时,所提统一模型具有良好的可移植性以满足其作为研究工具的修改便利性要求。最后,基于ADPSS仿真软件,通过与基于分立元件的详细模型进行对比,验证了所提统一外特性模型的仿真精度与效率。

静止励磁系统故障的数字仿真

励磁系统是发电系统的重要组成部分,应针对其可能的故障形式装设必要的保护。文章首先利用电磁暂态程序(EMTP)建立了静止励磁系统的仿真模型,并在此基础上研究了励磁变压器低压侧单相接地和整流主回路异常时保护测量回路的波形特征。仿真结果表明,当出现上述故障时,转子接地保护测量的取样电压及失磁保护测量的励磁电压都会出现大量的非特征谐波,这一特点可用来改进发变组保护的动作特性。

电流补偿型故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响研究

以一种电流补偿型故障限流器为对象,研究了其对电力系统暂态稳定性的影响。在概述该型限流设备的拓扑结构及工作原理的基础上,计及不同的故障工况探讨了其对系统暂态稳定性的强化机制。进而利用MATLAB/SIMULINK电磁暂态仿真程序,构建了涵盖故障限流器的单机无穷大系统详细模型,通过模拟多种场景下的系统运行特性,检验了理论研究的有效性。结果表明,此型限流器的引入可明显抑制发电机功角振荡、延长故障切除时间、提高系统应对短路冲击的强壮性。

特高压变电站110kV电抗器、电容器组过电压波形实测与仿真计算研究

电抗器、电容器组在变电站中主要用于无功补偿,提升系统安全稳定性,是站内的重要设备。文中通过在交流特高压变电站送电调试过程中开展现场实测得到了站内110 kV电抗器、电容器组投切过程典型过电压波形。为进一步地考虑实际断路器机械特性的分散性以及三相非同期性对过电压的影响,文中使用ATP-EMTP电磁暂态仿真计算模型开展了合闸过电压统计计算分析,研究了110 kV电抗器、电容器组合闸时不同位置可能出现的最大过电压值,结果显示各个位置最大过电压均在设备绝缘水平允许范围内。最后仿真模拟了站内电抗器组发生单相接地短路和相间短路故障时的过电压波形,较为系统地研究了特高压变电站110 kV电抗器、电容器组的过电压问题。

海上风电柔性直流输电系统故障穿越安全研究

对比国内外新能源、直流输电技术相关标准,根据现有标准情况,分析国内外在海上风电经柔性直流输电系统并网故障穿越方面的安全要求。基于电磁暂态仿真程序EMTP-RV,对欧洲某±320 kV柔性直流输电系统及其连接的海上风电进行仿真分析,研究交流系统强度、换流器控制模式、过电压特性和换流器电磁暂态模型对故障穿越的影响,由仿真结果交叉验证现有安全标准,为海上风电经柔性直流输电系统并网的安全稳定运行和相关标准更新提供参考。

新能源集中接入开闭站经同塔双回线路送出零序电流事故再现与分析

随着大规模新能源并入电网,很多地区采用新能源集中接入开闭站,再通过同塔双回输电线路送出的电网结构,然而运行中存在零序保护动作、跳闸事故频发现象。以电网实际故障实例,基于PSCAD软件,针对大规模新能源集中接入开闭站经220kV同塔双回输电线路送出的网架精确建模,实现了电磁暂态故障再现仿真。深入分析了跳闸事故原因,找出了零序电流来源,并创新性地针对220kV开闭站升压为500kV电站后的电网零序电流进行对比分析,提出了零序保护定值与升压改造的解决方案。该方案为上述新能源集中送出的电网结构零序电流的来源与防护提供了完好的措施,为相关电网的设计、运行与保护定值设置提供了切实可行的方案。