继电保护数字物理混合动态仿真测试系统分析

为提高继电保护可靠性,减少电力系统故障发生率,降低系统失稳所带来的经济损失与社会影响,提出数字物理混合动态仿真测试系统。首先,根据继电保护与仿真测试系统现状,确定数字物理混合动态仿真测试系统开发需求与整体思路;其次,从硬件系统、软件系统等层面对数字物理混合动态仿真测试系统的设计方案与实现技术进行阐述;最后,通过实际测试,验证该系统运行稳定性,评价该系统在距离保护、继电保护整定值校核等方面的应用效果。希望此次探究能够在一定程度上为相关研究与实践操作提供指导。

用PMU量测设置V-θ节点的混合动态仿真验证策略

利用相量测量单元(PMU)量测数据,通过混合动态仿真校核并改进能量管理系统(EMS)中动态安全分析模型的正确性,是电网控制中心基于PMU的高级应用的重要内容。文中提出一种用PMU量测设置V-θ节点的混合动态仿真验证策略,将PMU实测的V值和θ值不经任何转换直接作为边界节点的给定量,使注入量测信号更直接、更精确。V和θ更能反映系统的动态变化,因此,应用该方法可以更灵敏地发现模型参数误差。以4机双区域系统和某省级电网为例,验证了该方法的有效性,用该方法开发的程序已作为校核工具嵌入电网动态安全稳定预警系统。

用基于PMU数据的理想电压源法实现混合动态仿真验证策略

基于相量测量单元(PMU)数据的混合动态仿真方法,利用动态仿真结果与实测值的差异可实现电力系统仿真验证。提出一种用理想电压源法实现的混合动态仿真验证策略,通过等值外部系统为理想电压源,将PMU实测的电压模值和相角信号注入仿真子系统的边界母线。在Matlab/Simulink仿真环境下,四机两区域系统验证了该方法的简单与有效。最后以南方电网发电机模型为例,结合PMU实测数据,将理想电压源法混合动态仿真应用于实际仿真验证中。

基于混合动态仿真的发电机组模型有效性评估

发电机组是决定电力系统动态行为特征的关键设备,其数学模型及参数是否有效将直接影响系统动态仿真结果,所以对机组仿真模型的有效性评估显得尤为重要。近年来提出的基于相量测量单元(PMU)数据的混合动态仿真,为电力系统元件的模型验证提供了新思路。文中提出发电机组仿真模型有效性评估方法,利用理想电压源法实现混合动态仿真,并结合残差分析和相关系数计算实测曲线与仿真曲线的数值相似度及形状相似度,用相似度指标量度模型有效性并进行模型参数修正。最后以南方电网机组为例,验证了发电机组模型有效性评估方法是可行、正确的。

基于混合动态仿真的扰动源溯源可信度研究

介绍了几种不同的曲线相似度指标,通过仿真验证其在扰动源溯源中区分仿真曲线与实际曲线不吻合原因的效果。

基于PMU数据的混合动态仿真方法比较

随着广域测量系统(WAMS)技术的快速发展和广泛应用,它为电力系统建模和仿真分析提供了更加精确的实测动态数据。借助同步相量测量单元(PMU)测得的动态电压、电流和功率数据作为时变注入量,进行混合动态仿真可以实现互联电网的电气解耦仿真,并准确地计及外部网络或模型的动态特性和影响。介绍了基于注入时变电压、时变电流和时变功率的3种混合动态仿真方法的基本原理和计算流程,然后分析了这3种不同时变量测注入混合仿真方法的仿真误差产生原因。最后,通过四机双区域系统仿真分析比较了这3种方法的可行性和有效性。

基于冲击负荷注入的电力系统混合动态仿真方法

混合动态仿真是实现电力系统动态仿真验证的重要方法。提出的混合动态仿真方法将包含恒定功率与冲击功率的实测数据直接注入仿真子系统,实现子系统间解耦。该方法避免了对外部系统动态等值可能引入的仿真误差,依托商用软件PSASP提供的负荷模型及固有的冲击扰动模块,简单易实现,避免了采用用户程序接口/自定义接口(UPI/UD)语言编写接口程序,实用性较强。以IEEE 10机39节点测试系统和某省级电网算例,验证了该方法的有效性。

基于多量测混合动态仿真的同步发电机参数验证

同步发电机的参数对动态仿真结果有至关重要的影响,为提高其有效性,提出一种将多种量测信号与仿真模型相结合的混合动态仿真方法,据此提出同步发电机电气参数的验证方法。该方法利用自定义模型功能,将任意量测精确地注入仿真模型,克服了传统方法存在的注入信号类型受限、精度低,以及可能需要修改仿真程序等缺点。利用该方法将发电机的机端电压幅值、相位、励磁电压和功角精确地注入发电机模型,对电气参数进行严格验证。针对大电网中量测结果与仿真结果不一致的情况,提出了同步发电机参数误差溯源策略。四机双区域系统算例以及某实际电网的实测参数验证算例证实了该方法的有效性。

基于变阻抗方法的电力系统混合仿真验证策略

近年来提出了基于相量测量单元(PMU)数据的混合动态仿真方法,但如何将PMU信号注入存在不同的方法。文中深入研究混合动态仿真的本质,应用诺顿定理等值简化,提出了一种基于广域测量的变阻抗的电力系统混合仿真方法。并以某大区电网为例,验证了变阻抗方法的正确性,为电力系统动态混合仿真提供了一种简便的等值方法。

发电机模型及参数动态仿真准确度的评估

动态仿真元件模型及参数不准确会导致仿真结果出现很大的偏差。基于PSD-BPA仿真软件,提出一种发电机模型及参数动态仿真准确度评估的方法。采用时变负荷等值方法,将PMU量测功率信号直接注入发电机边界节点进行混合动态仿真,使注入量测信号更准确。以边界母线电压和频率作为考核量评估发电机模型及参数的仿真准确度,该方法可以更灵敏地发现模型参数误差;根据实测有功、无功变化情况设置扰动深度,综合了多场景扰动数据进行发电机模型及参数仿真准确度的评估。算例结果表明了所提评估方法的有效性。

基于实测系统扰动的同步发电机参数辨识与验证

为提高发电机参数的有效性,提出了一种基于实测系统扰动数据的同步发电机参数辨识与验证方法。首先,根据扰动前后不同参数的特性被激发程度不同的特点,对发电机参数进行分步辨识,即利用稳态量测辨识稳态参数,利用扰动量测辨识暂态/次暂态参数。进一步根据发电机功角可测时d、q轴的解耦特性,对d轴、q轴的暂态/次暂态参数进行解耦辨识。利用分步、解耦的辨识策略进行参数辨识,每一步待辨识的参数不超过4个,从而提高辨识结果的鲁棒性。然后,提出一种基于外部时序受控源的混合动态仿真验证策略,实现发电机参数的灵敏验证。最后,利用某实际电网的实测扰动数据对实际发电机的参数进行了辨识和验证,结果证实了上述方法的有效性。

基于单参数多轨迹理论校正发电机参数

为解决发电机的参数校正问题,提出了基于单参数多轨迹理论的校正方法。首先,在混合动态仿真模型的基础上,采用轨迹灵敏度理论确定发电机各参数对其功角曲线的影响程度,并对其进行排序。其次,对排序的参数进行参数逐一摄动分析;依据单参数摄动后得到的轨迹族曲线特征值的变化规律,对发电机进行该参数的校正,校正完一个参数后,再校正下一个参数。该方法的有效性由IEEE3机9节点仿真算例得以验证。

制冷设备在综合能源系统中的故障应对策略研究

本文通过将能源集线器模型与制冷设备的动态非线性模型相结合,建立了包含多种制冷设备的综合能源系统动态仿真模型,研究了以多能转供为核心的制冷设备故障应对策略,并通过Trnsys+Matlab混合动态仿真分析了在不同策略下故障态综合能源系统的运行情况。结果表明:发生故障时,综合能源系统可通过多能转供满足供冷需求;相对于经济性最优运行策略,响应时间最短策略可在成本提高10%的情况下,减小22.2%总响应时间和50%恢复供能时间。

共振型低频振荡扰动源定位方法综述

共振型低频振荡是较常见的一种低频振荡,当发生共振型低频振荡时,迅速找到扰动源的位置并能有效切除,对电网的稳定安全运行有重大意义。文中对扰动源定位的3种方法进行研究,比较各自的优缺点,提出共振型低频振荡扰动源定位的新策略,该策略可根据电网实际情况选择定位方法对扰动源进行准确定位。