隐式梯形积分法在电力系统数字仿真中的应用研究

为了说明隐式梯形积分法在电力系统数字仿真领域的应用,阐述了隐式梯形积分法求解微分方程的基本思想,推导了电力网络常见元件的暂态模型,并通过一个三相电路切除负载操作的算例,给出了隐式积分法求解含有变压器的三相电路暂态问题的具体应用步骤。

基于电力系统全数字实时仿真装置的大电网机电暂态–电磁暂态混合仿真

对高压直流输电和柔性交流输电系统设备的准确仿真需建立详细的电磁暂态模型,而大电网中建立所有设备的电磁暂态模型来进行计算是不现实的,针对该问题,采用了3个典型算例,详细介绍了应用电力系统全数字实时仿真装置的混合仿真功能进行大规模电网仿真的过程。将大电网分为电磁暂态子网和机电暂态子网,其中大电网局部或某些关注的设备作为电磁暂态子网,其余网络作为机电暂态子网,电磁暂态子网中的设备用详细的电磁暂态模型描述。将混合仿真计算结果与传统的机电暂态仿真结果相比较,验证了混合仿真的准确性。

电力系统全数字仿真装置在河北电网的应用调试

介绍了电力系统全数字仿真装置(ADPSS)在河北南网的调试和应用情况。电力系统全数字仿真装置的硬件配置包括PC机群、功率放大器和物理接口箱。应用电力系统全数字仿真装置可以进行电网稳定分析和安全预警,可以用于电力系统的各种分析计算。电力系统全数字实时仿真装置的安装和联调工作包括:机群管理及监控软件功能测试、仿真系统功能测试、仿真装置物理接口箱与接口板卡功能测试、仿真装置外接物理装置试验功能测试。文中详细介绍了仿真装置的联调工作并指出在调试中发现的问题及其解决办法。

电力系统仿真可信度评估方法的研究

提出使用残差可信度指标来表征电力系统动态仿真的整体误差,使用频率、阻尼和幅值可信度指标来表征暂态信号的特征量误差,形成了一套比较完整的仿真可信度评估理论体系。各可信度指标具有单调性,符合电力系统动态变量的特点,具有明确的物理意义。在LabVIEW环境下开发仿真可信度分析程序,利用提出的各可信度指标对理想电流波形和故障仿真实验结果进行可信度分析,给出仿真误差具体的量化指标,对仿真结果的可信度做出准确客观的评价,并为模型参数的修正提供数值依据。仿真结果证明了所提出的电力系统仿真可信度评估理论的有效性。

电力系统全数字仿真装置在虚拟仿真教学中的应用

虚拟仿真实验教学逐步地与理论教学相结合弥补了电力系统物理实验平台的造价过高和实验具有破坏性的不足。结合电气工程专业的特点，本文探讨电力系统全数字仿真装置(ADPSS)在实验教学体系中的应用和教学方案的设定。该方案包括基于电力系统综合分析程序(PSASP)的潮流计算、短路计算和暂态稳定计算，丰富了教学内容，作为一种重要的辅助教学手段，在实际应用中取得了良好的效果，增强了学生的工程实践及创新能力。

电力系统全数字仿真装置实验室的安全与环境管理

随着我国高等教育事业的发展,各高校越来越重视对学生科研、实践能力的培养,并对科研创新型实验室建设给予了高度重视,仿真实验教学更是成为各高校理工科关注的重点。我院根据自身科研、教学的需要建设了电力系统全数字实时仿真装置(ADPSS)实验室。通过对ADPSS安全运行所需安装环境的介绍和相关科研教学特点的研究,分析了实验室可能出现的安全隐患,阐述了为保证实验室的安全运行所制定的行之有效的安全与环境管理办法和具体执行措施。

基于ADPSS的电力系统和牵引供电系统机电–电磁暂态混合仿真

目前在牵引供电系统对电力系统的影响研究中,大多只单一对牵引供电系统建立详细仿真模型,而电力系统侧则是采用简化后的电路代替,缺乏一种实际电力系统与牵引供电系统的联合仿真模型,对电力系统–牵引供电系统的相互作用与影响认识不足。文中在牵引供电系统电磁仿真模型的基础上,基于电力系统全数字仿真装置(advanced digital power system simulator,ADPSS)搭建出了牵引供电系统与实际电网系统的机电–电磁暂态混合仿真模型,并将混合仿真计算结果与典型值相比较,验证了混合仿真的正确性,并研究分析了牵引供电系统负荷特性、牵引供电系统对电力系统的影响。

基于全数字电力系统仿真器的溪浙工程封装建模与仿真

本文介绍一种基于全数字电力系统仿真器的直流控保封装建模方法,利用软件提供的用户自定义模块功能,创建出一定数量的自定义模块来模拟实际的控保装置,这些自定义模块跟一次系统配合组建成直流控制保护模型。文中介绍了控制保护自定义模块的创建方法、溪浙直流封装建模过程和试验验证。由于控保模块的代码是由实际工程程序转化而来的,自定义模块内部控保逻辑的运行方式几乎与实际装置一致,所以模型的准确度会很高。通过试验测试和波形对比,证明了所搭建模型的准确性和精确性。采用该方法搭建的模型可以用于交直流大电网混合仿真中的直流计算,或单独用来进行现场事故反演和直流运维操作培训,具有很高的实用性。

船舶电力推进系统运行的仿真

船舶电力推进系统的推进电机单机容量大于发电机单机容量,属于重负载电力系统。建立船舶电力推进系统运行的数学模型,在MATLAB软件平台上对该系统进行仿真运行。对获得的电网电压信号,采用小波变换进行波形分析和特征抽取。仿真实验结果表明,该船舶电力推进系统仿真模型合理有效。

基于ADPSS的含背靠背MMC-HVDC系统的交直流电网机电-电磁混合仿真研究

基于模块化多电平换流器的背靠背柔性直流输电系统(back to back modular multilevel converter based high voltage directcurrent,Back-to-BackMMC-HVDC)可实现区域电网的异步互联,提高电网可靠性。为更好地研究背靠背MMCHVDC接入后的交直流系统互耦特性,需建立兼顾区域电网仿真效率与精确模拟MMC-HVDC系统动态特性的交直流混合模型。研究了MMC-HVDC运行原理与控制策略,基于电力系统全数字仿真装置(advanceddigitalpowersystem simulator,ADPSS)搭建含背靠背MMC-HVDC系统的交直流电网机电-电磁混合模型。通过仿真对比,验证了上述MMC-HVDC电磁暂态模型及其控制系统的正确性;基于混合模型进行了交直流电网机电-电磁混合仿真研究,并与对交流大电网进行等值简化后的纯电磁模型进行对比分析。结果表明,与将交流电网等效为理想电压源加等值阻抗的纯电磁暂态模型相比,混合仿真模型可更好地体现交流系统特性,更贴近实际工程,为研究交直流互联电网提供了较好的参考。

适用于实时数字仿真的开关脉冲触发补偿算法

定步长仿真算法只能在整仿真步长时刻改变开关状态,这将导致开关动作延时并造成电压电流波形出现非特征谐波。提出了一种适用于实时数字仿真的开关脉冲触发补偿算法,该算法通过在开关动作时在开关两端节点间并联一个补偿电流源,解决了定步长仿真中开关动作时刻与仿真步长不一致的问题。最后,将开关脉冲触发补偿算法应用于单相半波可控整流电路、可控串补(thyristor controlled seriescompensator,TCSC)和静止同步补偿器(static synchronouscompensator,STATCOM)的仿真结果表明,算法是有效、可行的,提高了电力系统全数字实时仿真装置(advanceddigital power system simulator,ADPSS)对电力电子电路模拟的准确性。

西北电网数字仿真实验室的建设

为提升电网仿真计算能力,解决大型风电并网、大容量直流多点外送、柔性交流输电技术应用及超大规模同步电网稳定等重大技术问题,西北电网公司于2009年建成"多类电源送端电网数字仿真实验室"。介绍了实验室的配置、功能、主要性能指标以及基于该实验室的若干重大仿真试验研究工作。最后展望了实验室的发展前景。

贵州电网数字仿真实验室建设研究

为了解决大电网稳定控制、机网协调、新能源并网以及新设备应用等技术问题,根据电力系统仿真技术的发展情况,贵州电网引进国际先进的电力系统全数字实时仿真装置ADPSS,建立了数字仿真实验室,既填补贵州电网机电-电磁暂态混合仿真技术的空白,又进一步提升装置设备检测试验的能力水平。简单介绍了实验室的配置、功能及近期开展的研究工作,并展望了未来的应用需求。

基于ADPSS的线路保护数字动模建模方法研究

数字动模技术由于不受系统规模及网络结构的限制,目前已经取代物理动模且获得广泛应用。在数字动模中,所建立的数学模型能否准确模拟系统在异常或故障状态时的暂态特性,将对动模试验结果具有重要影响。以电力系统全数字仿真装置(ADPSS)为平台,介绍了模拟各种系统运行工况,特别是模拟CT饱和、频率偏移、系统振荡、暂态超越的电磁暂态建模方法。通过合理的参数设置,可以获得理想的效果。通过对实际装置的测试,证明了所建立模型的有效性与实用性。

基于机电暂态–电磁暂态混合仿真的高压线路保护装置试验研究

提出了一种利用机电暂态与电磁暂态混合仿真方法开展高压线路保护装置动作特性检验的方案。机电暂态与电磁暂态的混合仿真,可以充分发挥二者的优势,既提高了系统仿真的精度,又可以减少由于系统等值带来的工作量。通过系统实际发生故障与仿真系统数据的对比,证明了该方法能够反映系统的实际运行工况;利用实际电网参数搭建了混合仿真模型,对国内某一高压线路保护装置进行了大量的仿真试验,验证了混合仿真用于检验线路保护装置的有效性。

基于ADPSS的锦苏特高压直流接入的江苏电网机电—电磁混合建模与仿真

为了精确地分析锦苏特高压直流接入后江苏电网,特别是直流换流站附近苏南电网的运行情况,在2013年江苏电网预计夏高负荷的基础上,基于电力系统全数字实时仿真平台(ADPSS)搭建了锦苏特高压直流系统的电磁暂态模型和江苏电网其余部分的机电模型。利用搭建的机电—电磁混合模型进行了特高压直流接入的江苏电网稳态仿真验证。在双极闭锁情况下对比了采用纯机电模型和机电—电磁混合模型的暂态仿真结果。仿真结果表明:机电—电磁混合模型能够有效地反映锦苏特高压直流输电系统的电磁暂态特性,适合于研究直流系统中十分复杂快速的暂态过程。混合仿真模型为研究锦苏直流接入对江苏电网受端系统稳定性的影响奠定了基础。

黑起动过程中燃气联合循环机组自起动方案设计及仿真

设计了滨海燃气电厂的自起动方案并进行了RTDS仿真验证。首先结合天津滨海燃气-蒸汽联合循环机组结构特点和厂用电接线方式,选择柴油发电机作为快速自起动的机组,然后通过持续1h运行状态下输出功率校验、柴油机首次加载能力校验及最大电动机起动时母线电压水平校验确定了柴油机组的型式、容量与配套设备,最后使用RTDS对滨海黑起动系统进行了建模,通过仿真验证了本文设计方案的正确性。仿真方法可以为黑起动的方案制定和现场试验提供参考。

数字线路保护装置数字动模试验分析

介绍采用电力系统全数字仿真装置对数字线路保护装置进行数字动模试验的电磁仿真模型和试验项目,分析试验中发现的产品重合闸时间脉冲展宽离散、接地距离II段未经零序电流闭锁等问题,提出数字线路保护装置在TA断线后再次发生故障时动作行为的优化建议。

±660kV直流输电系统单极运行方式下过电压研究

以宁夏电网2010年宁东-山东±660 kV直流输电系统单极运行方式为基础数据,应用电力系统全数字仿真系统(ADPSS),建立包含直流输电工程在内的局部电磁暂态模型,通过机电-电磁混合仿真计算,研究当发生交流故障、直流故障时,系统各中枢点电压情况、主要输电线路功率变化情况、直流系统电压情况以及直流线路功率变化情况,重点对直流附近区域过电压的情况进行分析。

特高压直流分层接入系统换相失败预防控制参数优化

为解决直流分层接入系统中换相失败预防控制并不能较好地抑制非故障层面换流阀发生换相失败的问题，提出了一种改进的控制策略。该策略对换相失败预防控制逻辑进行了优化，修正了电压变化幅值系数、控制增益、自保持环节时间常数和两个电压层面预防控制协同程度等相关参数。使用基于ADPSS的机电一电磁混合仿真软件在实际规划电网中进行了仿真验证，结果表明，改进的控制策略可有效抑制分层接入方式的特高压直流输电系统逆变侧因为一个交流电网故障对另一个无交流故障电网所连接的阀组运行的影响，保证无交流故障的阀组可稳定运行，不会发生换相失败，具有较高的工程应用价值。