电力系统分析综合程序的用户自定义模型

随着电力系统和电力电子技术、控制技术的发展 ,各种新型系统元件和新的控制功能不断在电力系统投入使用 ,电力系统分析程序有必要而且必须采用用户自定义模型方法来模拟这些元件和功能。介绍了电力系统分析综合程序的用户自定义模型的组成、原理和建模方法 ,并以UFV 2K型电网安全自动装置过电流切负荷功能为例 。

基于PSASP的电力系统保护用户自定义模型研究

针对目前电力系统仿真程序中继电保护模型的研究现状,给出了利用电力系统分析综合程序软件(PSASP)对电力系统继电保护系统进行建模的方法,进而构建继电保护用户自定义模型(UDM)。对IEEE-39系统线路距离保护模型进行仿真,验证了该模型的有效性和正确性。UDM可以用来研究继电保护原理、配置及其动作特性,有助于促进电力系统继电保护的相关研究。

基于PSASP的直流系统用户自定义建模

针对大规模交直流电力系统机电暂态仿真时采用程序缺省的直流输电模型不能有效描述实际直流输电特性的问题,以实际直流系统为参考,利用PSASP用户自定义建模环境,采用注入功率法建立高压直流用户自定义模型。此自定义直流模型由潮流模型和稳定模型2部分组成,稳定模型涵盖实际直流控制器的主要控制功能模型以及变压器分接头控制、无功控制等辅助功能模型。以EPRI-7节点系统为例,研究在不同工作状态下自定义直流模型系统的特性,仿真结果证明了模型的合理性。

基于组件技术的自定义建模在电网仿真中的应用

针对目前电网仿真系统中应用的自定义建模技术存在的模型求解精度不高、跨平台调用困难等问题,通过整体联立求解法对自定义模型的求解过程进行了改进,采用组件技术与用户自定义建模相结合的方式,开发了一套控制系统的环节组件库,实现了新型的自定义建模系统。该系统允许用户对电网仿真系统中的控制装置(励磁调节器、调速器、电力系统稳定器、FACTS控制器等)进行自定义建模,所建立的自定义模型以动态调用的形式与电网仿真系统相结合,提高了电网仿真系统的可复用性、建模灵活性和可扩展性。此自定义建模系统已成功应用于中国电科院开发的电网仿真系统中,对某具体算例进行的暂态稳定仿真分析结果验证了该系统的正确性。

基于RTDS的电弧接地故障自定义建模及仿真分析

电弧接地故障建模仿真对于电气设备的研制和电力系统安全运行的分析具有重要意义。基于实时数字仿真仪(RTDS)平台对电弧接地故障进行建模仿真。对Cassie电弧的连续系统数学模型进行数值逼近,将其转换成离散系统数值递推模型;在RTDS的CBuilder开发环境中创建了可控的Cassie电弧元件模型。通过与Matlab标准模型的测试对比实验,以及电力系统的中性点不接地系统的单相电弧接地故障应用实验,验证了自建元件模型的正确性和有效性。所建电弧模型填补了RTDS仿真模型的空白,采用的建模方法具有普适性,为类似的研究提供参考借鉴。研究成果可以应用于电力系统实时电弧故障仿真以及继电保护设备的实时闭环混合仿真检测。

自动微分技术在分布式发电系统暂态仿真中的应用

针对分布式电源控制系统种类多样、采用基于控制系统基本元件的用户自定义模型影响仿真效率的问题,提出了控制系统组合建模方法。该方法将基本元件组合成若干函数进行建模。将自动微分技术与该建模方法相结合,利用自动微分技术可准确、高效地求取对应组合函数值及导数信息,有效提高了仿真程序的计算效率,同时保持了仿真程序代码的可维护性和可扩展性。算例测试验证了该方法的高效性。

光伏电站接入孤立电网的动态建模与稳定性分析

为了分析光伏电站接入孤立电网的可靠性和稳定性,开发了基于PSASP的光伏电站仿真模型及其储能系统控制策略。利用PSASP的用户自定义模型(UDM),设计了完整的适于工程应用的光伏阵列模型、逆变器装置模型、MPPT控制模型以及蓄电池储能装置模型。分析了储能系统的工作原理,确定了蓄电池储能系统的容量配置方法和并网控制策略,并对实际孤立电网进行了仿真分析。仿真结果表明,在发生光照强度变化和三相短路故障的情况下,蓄电池储能系统能够维持电网的功率平衡以及并网点的电压水平,减小故障后的系统振荡,确保了孤立电网的稳定性,证明了该系统及其控制策略稳定可靠。

基于PSASP软件的并网光伏发电系统机电暂态建模

基于机电暂态仿真的特性,对单级型光伏发电系统作了简化和假设。在PSASP软件环境下利用UD用户自定义模型,建立了单级型光伏发电系统机电暂态仿真模型。仿真对比了机电暂态与电磁暂态模型的动态特性,仿真结果证明了所建模型的合理性。

基于PSSE软件的风电场场级调压调频控制器建模

随着大规模风电直流外送发展,电网对风电场提出调压调频控制需求。大型电力系统机电暂态仿真软件均不包含风电场场级控制器模型。在PSSE软件环境下,利用用户自定义模型搭建了场级控制器机电暂态模型,并调用TYPE4A型通用风机模型仿真模拟了控制功能,结果验证了模型及建模方法的有效性。

基于ADPSS大区电网混合仿真的直流系统辅助控制建模

在基于ADPSS的大区交直流电网混合仿真中,直流输电控制模型不够完善,影响直流系统的运行特性。对直流控制器原理进行研究,探讨了直流系统无功消耗、关断角、换相角、直流电流等变量之间相互关系,利用程序自定义功能,建立了考虑分接头调整和无功补偿装置投切联合控制的直流辅助控制模型。仿真分析了大区电网直流功率提升时辅助控制模型的动作特性,验证了模型的正确性和有效性。仿真结果表明,辅助控制模型能够维持换流站的无功平衡,将直流运行参数控制在合理范围内,减少"换相失败"发生的风险,适用于大规模电网的运行特性和协调控制研究。

基于继电保护UD建模的连锁故障仿真分析

针对电力保护和控制系统模型难以准确体现继电保护动作逻辑而导致模拟连锁故障困难的问题,阐述了基于继电保护和安自装置UD建模的连锁故障仿真分析方法,建立了继电保护和安自装置模型,在PSASP中进行了连锁故障仿真计算。仿真实例分析结果表明,基于继电保护UD建模的连锁故障仿真分析方法能够真实反映继电保护动作逻辑和电力系统全过程动态行为,实现连锁故障的仿真分析。

V型凹口对液态熔盐堆用核石墨构件应力分析的影响

本文利用了一个根据球床模块堆(Pebble Bed Modular Reactor,PBMR)用核石墨材料辐照性能数据编写的用户自定义材料模型(User defined Material model,UMAT),按照美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)的液态燃料熔盐试验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)用核石墨构件尺寸,为钍基熔盐堆(Thorium-based Molten Salt Reactor,TMSR)设计了一款方型核石墨构件。利用新编UMAT对该核石墨构件进行了初步的应力分析。分析结果表明,在没有预制裂纹的情况下辐照梯度越大核石墨构件中心区域最大主应力值越大,构件的断裂位置可能出现在构件中心位置处;对于有V型凹口预制裂纹的情况,应力集中部位均出现在预制裂纹尖端附近,这将可能导致裂纹尖端附近出现裂纹扩展,从而引起构件断裂失效。