PSS/E与PowerWorld风电机组模型对比

单一的电力系统仿真软件无法满足含大规模风电并网系统的所有仿真需求,需根据需求选择恰当的仿真工具,因此对常用的PSS/E和PowerWorld软件的风电机组模型进行对比。首先介绍了当前主流软件PSS/E、PSLF、BPA程序、PowerWorld中风电机组模型的结构和功能,并针对PSS/E和PowerWorld,比较了发电机-换流器模块、有功功率控制模块、机械-调速模块的工作机理。然后以国际大电网会议推荐的标准风电并网系统CIGRE B4-39网络为例,进行了基于PSS/E与PowerWorld的风电并网仿真分析。仿真结果表明:PSS/E风电机组模型的锁相环在电压畸变的情况下能够快速锁定相位,抑制高次谐波;PowerWorld的风电机组模型在控制有功功率的过程中,能有效抑制风电场无功功率波动对有功出力的影响。最后,指出PowerWorld、PSS/E和BPA程序的适用场合。

BPA与PSS/E的暂稳态模型比较和数据转换

为实现将BPA数据格式转化为PSS/E数据格式,在对BPA和PSS/E两种仿真软件暂稳态数学模型分析比较的基础上,编写相应的数据转换接口程序。分别用3机9节点算例和某交直流互联系统的等值系统进行仿真计算,以测试数据转换的正确性。同时对用两个软件计算得出的交流系统和交直流互联系统的潮流计算结果以及纯交流系统的暂态稳定计算结果进行比较,显示两个软件的计算结果比较接近,并对产生差异的原因进行了解释。

基于PSS/E潮流API接口的动态过程仿真系统

电力系统仿真分析软件PSS/E提供了丰富的API接口,为应用程序的二次开发提供了便利。基于PSS/E的Fortran API接口设计实现了以PSS/E潮流计算为核心的动态过程仿真系统。通过对API接口的二次开发和封装,建立潮流计算接口层,实现对PSS/E潮流计算的控制。建立了用户自定义调速器模型,将频率和调速器仿真结果通过接口层与PSS/E潮流进行交互,实现系统的动态响应过程仿真。通过潮流计算前的不平衡功率动态预分配技术,使扰动过程中联络线功率分配更加真实合理。通过9节点算例和华北实际电网模型对仿真系统进行验证,仿真结果表明,利用PSS/E的API接口进行二次开发能够满足大型应用程序对准确性和实时性的要求。

PSS/E的直流模型及与BPA直流系统响应特性的比较

阐述了直流系统换相失败和功率恢复特性,并在PSS/E中建立用于电力系统机电暂态过程仿真的直流输电准稳态模型,模拟交流系统故障后直流系统的响应特性。分别用PSS/E和BPA程序对广东电网某年规划方式数据进行了仿真计算,以500 kV北郊—罗洞线路N-1故障为例,分析PSS/E与BPA中直流系统换相失败及后续功率恢复特性的不同。计算结果表明,对于远方系统故障,两个程序的计算结果比较接近,而PSS/E在模拟近处交流系统故障后直流系统的响应特性方面更符合实际情况。

电力系统BPA与PSS/E潮流数据转换研究

中国电力科学研究院引进开发的BPA仿真程序及德国西门子公司开发的PSS/E电力仿真程序,在电力系统数字仿真中得到了广泛应用。PSS/E仿真程序以其强大的仿真计算功能得到国内许多研究机构青睐,完成BPA程序到PSS/E程序数据的转换具有实际工程意义。本文采用Fortran语言编写转换程序,并以IEEE300节点纯交流输电系统、IEEE四机两区域交直流并联模型以及南网2013丰大系统模型作为实际仿真算例。仿真结果表明,本文提出的转换思路能有效完成BPA到PSS/E潮流数据的转换。

PSD-BPA与PSS/E暂态稳定数学模型比较

对中国电力科学研究院引进并再开发的PSD-BPA程序与Siemens PTI公司开发的PSS/E程序的暂态稳定数学模型进行了分析比较。通过对一个3机9节点交流系统算例和南方电网交直流系统算例的仿真计算,比较了两个程序的潮流和暂态稳定计算结果。分析和计算表明,两个程序的计算结果比较接近。

基于PSS／E的最大负荷极限的求解方法

随着电力系统规模的增大,相关模型的日趋复杂,电力系统分析软件已成为电力工作者不可缺少的有力工具。同时,如何充分利用电力系统计算软件提供的函数模块,将其进行有效地组织、搭建,满足工程上的需要已成为电力工作者亟需掌握的一项技能。文章比较系统地介绍了一种用PSS/E软件求解大规模电网最大负荷极限点的方法,由于在求解过程中较为全面地考虑了影响负荷极限的各项因素,使得计算结果更贴近实际,所得指标也更具有指导意义。最后通过算例验证了所提方法的有效性和可行性。

基于移相变压器的PSS/E混合仿真

针对电力系统动态仿真中某些模型和参数不准确问题,提出用移相变压器模型注入实测数据来等效某部分电网,即将实测与仿真结合起来,以大型仿真软件PSS/E自带的IPLAN为二次开发平台,进行电力系统混合仿真。以6机23节点系统为算例,首先对全网动态仿真以获取实测数据,然后实施混合仿真,结果表明该方法正确可行。

PSS/E用户自定义功能在励磁系统建模中的应用研究

采用精确模型模拟电力系统设备动态行为是获得可信仿真结果的前提。虽然电力系统仿真软件提供了标准模型库,但随着电力技术的进步和新型控制装置的投入,原有的模型库无法完全满足数字仿真的需要,因此有必要开发仿真软件的用户自定义模型。本文介绍了PSS/E用户自定义建模原理,归纳了自定义建模详细流程,并结合实际项目,建立了福建水口电厂发电机组励磁系统的自定义模型,采用PSS/E的模型检测功能进行校核,结果表明该模型的正确性和实用性。本文研究的PSS/E自定义建模方法同样适用于电力系统其他设备的自定义建模。

PSS/E中的多端直流系统模型及其应用

多个交流电网间直流互联的需求日益增强,采用多端直流(MTDC)输电线路相比于多条点对点直流线路可极大地降低投资成本和运行费用。为此,介绍了MTDC输电系统相比于两端直流输电系统的特点,阐述了MTDC输电系统在我国的应用前景;描述了MTDC输电系统的串联接线方式和并联接线方式,并着重对并联接线方式的控制策略进行了说明。针对PSS/E中的MTDC输电系统结构和控制方式,详细介绍了PSS/E中的3种MTDC系统动态模型,即MTDC01、MTDC02和MTDC03模型。并构建一个4端直流系统对MTDC01模型进行测试,考察了交流系统故障和直流系统内部故障时整个交直流系统的动态特性。仿真结果表明PSS/E多端直流模型能够很好地模拟MTDC系统正常运行和交直流故障下的动态响应,满足大规模交直流系统仿真的要求。

基于PSS/E的调速器自定义模型设计

为解决多种电力系统分析软件不能与PSS/E交互使用的问题,本文利用PSS/E软件开发电力系统元件的自定义模型。首先,选取BPA软件中的一种带PID控制器的电子液压型调速器模型作为参考,并据此建立基于PSS/E的调速器自定义模型。然后,利用单机无穷大系统,在BPA和PSS/E中分别作仿真分析,以检验调速器自定义模型的性能。仿真曲线和误差量化分析表明调速器自定义模型能够正常工作且与源模型的性能非常接近,利用PSS/E的模型自定义功能可以实现电力系统其他仿真软件与PSS/E的交互使用。

PSS/E在四川电网的应用研究

电力系统仿真软件PSS/E是国际通用的先进仿真软件。引进、消化、吸收和推广使用PSS/E对提升四川电网安全稳定分析水平具有重要意义。开发BPA到PSS/E格式数据转换软件是获得数据的便捷途径,仿真校验可确保所转换模型的有效性和数据的正确性。

交直流电力系统BPA与PSS/E潮流数据转换分析

通过对BPA和PSS/E两种仿真软件数学模型分析得出两者在潮流数据上的转换关系,编写数据格式转换程序。利用纯交流数据和交直流数据进行仿真计算,以测试数据转换的准确性以及数据转换在交流系统和交直流互联系统上的差异,重点对BPA和PSS/E在交直流互联系统潮流计算结果上的差异进行了原因分析。对两个软件在潮流数据转换中需要注意的问题进行了总结。

基于PSS/E的统一潮流控制器动态建模及仿真

文中阐述了PSS/E的用户自定义建模原理,归纳了自定义建模的详细流程。基于等效节点电流注入模型在PSS/E中对统一潮流控制器(UPFC)进行了机电暂态建模,并通过仿真算例进行了验证,仿真结果表明该UPFC仿真模型具有良好的线路潮流和节点电压调节能力,在三相短路故障后能有效减少系统的功率损失,并使得系统快速恢复至稳定运行状态。通过工作,实现了PSS/E中基于UPFC的电网潮流优化、电压控制及稳定运行的动态仿真。

基于PSS/E和PSCAD/EMTDC联合仿真的交直流系统混合仿真研究

机电—电磁联合仿真技术兼顾机电暂态仿真和电磁暂态仿真二者优点,可应用于交直流输电系统仿真研究中,基于PSS/E与PSCAD/EMTDC联合仿真技术,对南方电网进行直流系统电磁暂态建模及交流系统机电暂态建模,并进行实例仿真研究,通过不同仿真工具的仿真曲线对比分析,说明机电—电磁混合仿真技术的优越性。研究结果表明,机电—电磁混合仿真与机电暂态仿真整体上系统响应趋势近似,在故障期间及故障恢复初期直流响应特性上还存在一定的差异性,机电—电磁联合仿真技术能更精确地体现多次换相失败及换相失败后直流系统恢复的过程,对交直流输电系统仿真研究具有较强的适用性。

PSASP与PSS/E数学模型及暂态稳定计算的对比分析

针对PSASP和PSS/E两个软件进行了分析比较,重点分析励磁控制系统的异同,并用电科院的8机36节点算例进行仿真计算,计算显示两个程序的结果比较接近,此外还对这两个软件计算所产生差异的原因给出了解释,具有一定指导意义。

电力系统网架重构阶段电压优化调整方案

网架重构阶段是电力系统恢复的重要阶段,需要使电网各个节点更快更优地满足约束条件。文章基于PSS/E给出的OPF优化方案,将无功优化措施对电网的影响进行计算,提出就近调整原则,最后通过山东电网的算例验证了该方案的可行性。

基于广域测量系统的电力系统动态仿真验证策略

对后验仿真准确度的研究是电力系统仿真可信度研究的重要组成部分,但当仿真与实测有差异时,如何进行仿真验证工作成为一个难题。根据广域测量系统(WAMS)能够提供独立于模型和参数的动态过程同步数据的特点,提出了基于WAMS的电力系统分层分块的动态仿真验证策略。分层策略利用电网由不同电压等级所组成的特点将电网分层,在不同层次上进行仿真验证;分块策略则是利用电网结构按照元件和区域的思想将系统进行解耦来实现仿真验证。通过上述策略,将WAMS量测值作为电网数值仿真的动态等值输入,实现了仿真的解耦,缩小了定位引起仿真误差元件的区间。结合电力系统仿真软件PSS/E给出了基于WAMS的分层分块仿真验证策略的工程实现途径。

基于Matlab的电力系统分析工具包PSAT及其有效性检验

介绍了一种新颖的基于Matlab数学语言编写的电力系统分析软件包PSAT,详述了该软件包源代码开放的特点,介绍了PSAT比较全面的模型库,主要包括:电机、电力系统稳定器(PSS)、调速器、柔性交流输电系统(FACTS)、高压直流输电系统(HVDC)、分布式发电系统等。PSAT功能丰富,目前可完成潮流计算、连续潮流、小信号稳定分析、动态时域仿真及相量测量单元(PMU)配置等方面的分析和研究。通过对同一个典型算例进行时域仿真和特征值分析,将PSAT与商业软件PSS/E进行了分析对比,结果表明该软件包的计算结果具有一定精度。

基于电力系统混合仿真的静态电压稳定性分析

电力系统动态仿真是电力系统规划、设计和运行的根本依据,而仿真系统中的电网元件模型、参数的准确性决定了仿真结果与实际情况的吻合程度。但仿真不可能与实际电网完全相同,有时会相差很远。针对该现状,为提高电压稳定性分析结果的可靠性,提出在PSS/E中用接地时变导纳等值某部分电网,并基于此方法初步地研究了电力系统的静态电压稳定性。算例结果表明了这种方法的可行性、有效性。基于电力系统混合仿真进行电压稳定性分析能更准确地理解电网动态行为并更好地规划系统。