CN112883592A - 一种电网全电磁暂态建模方法 - Google Patents

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Abstract

一种电网全电磁暂态建模方法，涉及一种电网全电磁暂态建模技术，为了解决现有的电网机电暂态模型对交直流互联电网进行无故障电磁暂态计算时，存在计算精度差的问题。本发明采用电力系统全数字实时仿真系统，对PSASP平台中的机电模型参数按照机电数据校核修正方法进行校核；利用校核后的机电模型参数建立电网交流机电模型；将建立的电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型；利用校核后的机电模型参数建立电网直流机电模型；对电网直流机电模型进行初始化；将初始化的电网直流机电模型加入到骨干网架电磁模型中，生成电网全电磁暂态模型。有益效果为计算精度较高。

Description

一种电网全电磁暂态建模方法
技术领域
本发明涉及一种电网全电磁暂态建模技术。
背景技术
目前针对交直流相互影响仿真分析大多采用机电暂态仿真，虽然交流电网基本已采用实测数据建模，但是特高压直流的建模仍较为简化；有部分研究采用了机电-电磁暂态混合仿真，但大多只是将直流以电磁暂态建模，电网其余部分均以机电暂态建模；由于机电暂态模型采用基波相量描述，电磁侧非线性元件引起的波形畸变等谐波特性无法全部通过混合仿真接口传递至机电侧，因此在一定程度上影响了计算的精度。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的电网机电暂态模型对交直流互联电网进行无故障电磁暂态计算时，存在计算精度差的问题，提出了一种电网全电磁暂态建模方法。
本发明所述的一种电网全电磁暂态建模方法包括以下步骤：
步骤一、采用电力系统全数字实时仿真系统，对PSASP平台中的机电模型参数按照机电数据校核修正方法进行校核；
步骤二、利用步骤一校核后的机电模型参数建立电网交流机电模型；
步骤三、将步骤二建立的电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型；
步骤四、建立电网直流机电模型；
步骤五、对步骤四建立的电网直流机电模型进行初始化；
步骤六、将步骤五初始化的电网直流机电模型加入到步骤三转换后的骨干网架电磁模型中，生成电网全电磁暂态模型。
本发明的有益效果是：利用本发明所述的电网全电磁暂态建模方法建立的电网全电磁暂态模型对交直流互联电网进行无故障电磁暂态计算时，在发电机有功功率、无功功率结果方面，绝对误差小于10MW；线电压结果对比，母线电压误差小于1％；关键断面有功偏差小于50MW，计算精度较高。
附图说明
图1为具体实施方式一所述的一种电网全电磁暂态建模方法流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种电网全电磁暂态建模方法包括以下步骤：
步骤一、采用电力系统全数字实时仿真系统(ADPSS)，对PSASP平台中的机电模型参数按照机电数据校核修正方法进行校核；
步骤二、利用步骤一校核后的机电模型参数建立电网交流机电模型；
步骤三、将步骤二建立的电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型；
步骤四、建立电网直流机电模型；
步骤五、对步骤四建立的电网直流机电模型进行初始化；
步骤六、将步骤五初始化的电网直流机电模型加入到步骤三转换后的骨干网架电磁模型中，生成电网全电磁暂态模型。
在本实施方式中，步骤一中的电力系统全数字实时仿真系统包括机电暂态计算程序(PSASP7.51)和电磁暂态计算程序(ETSDAC2.6)；电力系统全数字实时仿真系统涵盖了适用于大电网运行仿真分析的关键设备电磁暂态模型，包括发电机及其调节器、交流线路、变压器、直流输电系统、电力电子设备、负荷等各种元件。电网直流机电模型为现有模型
机电暂态仿真的主要功能包括：
(1)复杂故障的模拟；
(2)仿真中可考虑各种用户自定义模型；
(3)仿真中可接入Matlab数字模型；
(4)自动判稳和终止仿真；
(5)仿真结果的Prony分析；
(6)大规模电网实时计算；
(7)具备物理接口功能；
电磁暂态仿真，主要用于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电压和过电流，以便根据所得到的暂态过电压和过电流对相关电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研究相应的限制和保护措施。
电磁暂态仿真的主要功能包括：
(1)包含丰富的电力系统元件模型，如发电机、变压器、线路、PT/CT、非线性元件、电力电子元件、直流元件或负荷元件。
(2)可模拟电力系统的各种暂态过程，包括操作暂态、谐振暂态和故障暂态。
(3)具有分网并行计算功能，实现了一定规模电磁暂态网络的实时或超实时仿真。
(4)可通过A/D和D/A转换接口接入物理模型或实际控制装置，进行电力系统的仿真研究或装置试验；在仿真过程中可接入继电保护设备、安全自动装置、PSS装置、发电机励磁装置、SVC控制装置或HVDC控制装置，进行装置的检验和试验研究。
在本实施方式中，步骤一中对机电模型参数进行校核的种类包括以下四类：
第一类为：发动机的同步机模型号、发电机阻抗和机组额定参数；
第二类为：变压器的绕组接线方式、激磁电阻电抗和绕组电抗参数；
第三类为：线路的正序和零序参数；
第四类为：负荷的模型类型和感应电动机的比例参数。
在本实施方式中，步骤三中将电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型的具体方法为：
步骤三一、对机电侧网络进行划分，定义电磁子网；
步骤三二、对机电侧的暂稳作业进行操作，提取电磁子网关键参数；
步骤三三、根据步骤提取的电磁子网关键参数，生成数据转换映射表；
步骤三四、根据步骤三三生成的数据转换映射表完成转换。
在本实施方式中，步骤三三中生成的数据转换映射表如下：
Figure BDA0002994318410000031
在本实施方式中，通过中国电科院开发IFETSDAC机电转电磁转换程序完成将电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型。
在本实施方式中，通过对电力系统电网交流机电模型与骨干网架电磁模型的分析对比，顺利完成了电网交流机电模型到骨干网架电磁模型的转化，并成功将电网直流机电模型加入到骨干网架电磁模型中，最终实现网交直流互联电网的全电磁暂态建模的建立。

Claims (5)

1.一种电网全电磁暂态建模方法，其特征在于，该暂态建模分析方法包括以下步骤：
步骤一、采用电力系统全数字实时仿真系统，对PSASP平台中的机电模型参数按照机电数据校核修正方法进行校核；
步骤二、利用步骤一校核后的机电模型参数建立电网交流机电模型；
步骤三、将步骤二建立的电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型；
步骤四、建立电网直流机电模型；
步骤五、对步骤四建立的电网直流机电模型进行初始化；
步骤六、将步骤五初始化的电网直流机电模型加入到步骤三转换后的骨干网架电磁模型中，生成电网全电磁暂态模型。
2.根据权利要求1所述的一种电网全电磁暂态建模方法，其特征在于，步骤一中的电力系统全数字实时仿真系统包括机电暂态计算程序和电磁暂态计算程序。
3.根据权利要求1所述的一种电网全电磁暂态建模方法，其特征在于，步骤一中对机电模型参数进行校核的种类包括以下四类：
第一类为：发动机的同步机模型号、发电机阻抗和机组额定参数；
第二类为：变压器的绕组接线方式、激磁电阻电抗和绕组电抗参数；
第三类为：线路的正序和零序参数；
第四类为：负荷的模型类型和感应电动机的比例参数。
4.根据权利要求1所述的一种电网全电磁暂态建模方法，其特征在于，步骤三中将电网交流机电模型转换为骨干网架电磁模型的具体方法为：
步骤三一、对机电侧网络进行划分，定义电磁子网；
步骤三二、对机电侧的暂稳作业进行操作，提取电磁子网关键参数；
步骤三三、根据步骤提取的电磁子网关键参数，生成数据转换映射表；
步骤三四、根据步骤三三生成的数据转换映射表完成转换。
5.根据权利要求4所述的一种电网全电磁暂态建模方法，其特征在于，步骤三三中生成的数据转换映射表如下：
Figure FDA0002994318400000011
Figure FDA0002994318400000021
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