一种适用于电力系统中长期稳定仿真的汽轮机模型

目前电力系统稳定仿真广泛使用的汽轮机模型是IEEE1973年和1991年公布的标准模型,该模型能反映汽轮机一定的特点,在多机系统仿真使用方便,但不能满足中长期稳定仿真的需要。而电站仿真机使用的模型能详细反映汽轮机的特点,但微分方程太多,无法应用与多机仿真。使用电站仿真建模的方法,建立适用于电力系统中长期稳定仿真的汽轮机模型。使用Eurostag仿真软件,在单机无穷大系统上,做了负荷阶跃减小30％、双回线的其中一条线路短路跳开、调门开0．02、三个仿真实验,并将仿真结果和IEEE的汽轮机模型进行比较,证明了本模型的正确性。     

考虑水力系统详细模型的电力系统暂态过程仿真

以小浪底水电站为对象建立了用于电力系统暂态稳定分析的不同形式的水力系统数学模型,包括不均匀单管刚性水击模型和弹性水击模型以及计及机组间水力耦合的两元输水系统弹性水击模型、水轮机的线性化模型和非线性模型.利用电力系统分析综合程序提供的用户自定义模型功能对河南电网进行了暂态过程仿真,分析了不同水力系统模型以及水力耦合对电力系统暂态稳定性的影响.     

电力系统仿真计算用水轮机建模技术研究

针对目前电力系统仿真计算所采用的水轮机模型精度较差的问题,对水轮机及其有压引水系统进行了分析;根据电力系统仿真计算的要求,简化和改进了水轮机及其有压引水系统仿真模型,提出了根据机组引水系统的特性来选择相应的水击模型的建议。仿真实例说明,改进后的模型仿真精度得到了提高,可用于系统仿真计算。     

改进的水轮机非线性模型及其对电力系统仿真分析的影响

现有电力系统仿真软件通常采用理想模型模拟调速系统中水轮机动态行为,理想模型基于水轮机稳态方程在额定运行点线性化推导而得,难以适应电力系统不同工况不同故障下的仿真。基于水轮机广义基本方程式推导了改进的水轮机非线性模型,并通过锦屏一级电站机组一次调频实测数据验证了改进模型的准确性。该模型在保证简便的前提下,能有效提高水轮机模型的精度,适合在大型电力系统仿真中应用。为比较不同水轮机模型对于电力系统仿真的影响,以4机2区域系统为例进行了暂态仿真分析。结果表明,理想水轮机模型在分析电力系统暂态稳定和系统阻尼时仿真结果偏保守。     

适用于电力系统稳定计算的水轮机调速系统模型研究

为满足电力系统稳定性仿真计算的需要,需建立符合并网运行水电机组实际的水轮机调速系统模型,通过水轮机调速系统理论建模研究,并以试验修正理论模型,建立了符合并网运行机组实际的适用于电力系统稳定分析计算用的水轮机调速系统模型。     

电力系统稳定计算中火电厂调速系统模型及其应用分析

目前国内电力系统稳定仿真计算中火电厂的调速系统模型和参数不够准确,造成了仿真计算中频率响应过程和现场事故记录差别较大。文中首先介绍了火电厂动力系统及其调节装置模型和控制方式;然后分析了它们对电力系统稳定仿真计算的影响;最后探讨了调速系统模型的使用方法,指出了仿真计算除了需要知道汽轮机采用的调速控制方式和参数外,还需要了解现在已普遍采用的锅炉－汽轮机的协调控制方式和参数设置等。     

计及火电机组OPC保护模型的电力系统机电动态仿真分析

首先论证了电力系统机电暂态仿真程序中考虑火电机组OPC保护模型的必要性。通过对东北典型火电机组超速保护OPC动作特性的实际调研,在电力系统分析综合程序(PSASP)中搭建了OPC保护相应的数学模型,并通过东北电网典型事故实际仿真对比验证了模型的正确性。最后,结合东北电网实际的频率稳定问题案例对火电机组OPC机网协调管理提出了相应的建议和整改措施。针对具有较大孤网风险的局部地区电网,建议采取调整火电机组OPC保护动作定值、优化OPC保护在系统频率上升和下降阶段的控制策略等措施,以提高其孤网运行成功的概率。     

水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响

电力系统仿真研究中常采用简化的理想水轮机模型,水轮机详细模型对于电力系统暂态稳定分析结果的影响尚有待研究.文中介绍了水轮机的三种线性模型和三种非线性模型,包括基于全特性曲线的水轮机模型、水轮机内特性模型、水轮机简化解析非线性模型、基于模型综合特性曲线的水轮机线性化模型、基于水轮机内特性解析的线性化模型、理想水轮机模型.针对不同水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响和适用范围进行了仿真比较分析.仿真结果表明不同的水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响不大;电力系统的暂态过程对水力系统来说不一定是大扰动;不同的水轮机详细模型得出的电力系统中、长期暂态稳定仿真结果是不同的,因此在进行中、长期暂态稳定仿真分析时应采用水轮机详细模型.     

负荷模型对电力系统仿真计算的影响

研究了负荷模型对电力系统仿真计算的影响。从暂态稳定、电压稳定等多个角度出发,结合内蒙电网等实际算例并采用BPA程序进行仿真,综合分析各种负荷模型可能对电力系统仿真结果造成的影响。结果表明,负荷模型对仿真结果的影响与负荷所处的位置、网架结构、电源分布等因素密切相关,所得结论揭示了负荷模型对电网仿真计算的重要性,有助于提高电网仿真的精度。     

电力系统结构保持模型相关不稳定平衡点方法的理论分析

该文讨论了结构保持模型中的跳变行为以及将传统的Controlling LEP理论方法应用于该模型的难点；提出了通过判定故障清除点是否处于BLE系统稳定域的方法来对外部跳变行为作出判断，这对于确定故障后系统的初值是非常重要的；在此基础上推导出了故障后结构保持模型稳定的充分条件，它为提出适用于结构保持模型的稳定性判定方法奠定了理论基础。     

电力系统暂态稳定数字仿真中几个问题的研究

本对电力系统暂态稳定数字仿真如下几个问题进行了研究：（1）避免数值微分，（2）避免具有限幅功能的非线性函数的求导，（3）具有小时间常数惯性环节的处理，（4）几种常用积分方法的分析与比较。     

基于BPA的电力系统暂态稳定时域仿真研究

应用电力系统稳定分析BPA软件,对典型的4机11节点系统进行时域仿真计算。通过在不同故障切除时间下发电机的转子摇摆曲线,判别电力系统的稳定状态,从而可以在系统受扰失稳前采取有效的措施,提高系统暂态稳定性,避免稳定事故的发生。     

电力系统暂态稳定的快速时域仿真判定法

本文提出了时域仿真法暂态稳定计算的终止判据，结合高阶Ｔａｙｌｏｒ级数展开技术，开发出电力系统暂态稳定的快速时域仿真判定法。实例计算结果表明，本文方法不仅具有准确的分析精度，而且速度优于ＰＥＢＳ法，是一种有实用价值的在线暂态稳定分析方法。     

暂态稳定分析典型励磁模型仿真研究

在电力系统运行中,发电机励磁系统的电压调节特性和强励性能对整个系统的稳定运行有重要影响,为深入认识该特性和与之相关的影响因素,以IEEE Std 421.5-1992标准推荐的交流励磁机励磁系统和静止励磁系统为基础,构建了单机-无穷大网络数值模型和励磁控制数值模型,交流励磁机励磁系统主要包括AC1～AC6 6种模型,静止励磁系统主要包括ST1～ST3 3种模型。励磁系统主要考察发电机在额定转速解裂运行方式下的90%额定电压起励特性、10%阶跃响应特性和在并网额定运行方式下三相短路故障后的励磁电压动态调节特性,比较了不同励磁模型在相同工况下的控制品质和对系统稳定运行的影响,分析了励磁强励特性的影响因素。     

电力系统电压失稳过程仿真分析

电力系统中电压失稳的发展是其动态行为的表现之一,受到电力系统所有动态元件动力学行为及其相互关系的制约。通过典型电力系统在不同运行方式和不同扰动作用下细致的仿真,比较了不同动态元件对电压失稳发展的影响,从而确定了用于电压先稳数值仿真分析的合适的负荷与发电机模型。     

短期和中长期电压稳定仿真及评价

阐述了短期及中长期电压稳定分析方法和建模要求,并针对我国电网仿真分析的现状,指出了电压稳定仿真和建模方面存在的主要问题;结合实际电网的短期及中长期电压稳定仿真计算,分析了短期电压崩溃和中长期电压崩溃过程的事故特征,并对电压失稳机理、暂态电压稳定和中长期电压稳定的评价方法做了进一步的探讨。     

基于改进数据结构的电力系统暂态稳定并行仿真

通过分析电力系统暂态稳定问题的特点，提出了一种新的采用隐式积分联立求解法的空间分块并行算法。为了避免联立求解法存在的编程复杂的不足，设计了一种易于并行求解的数据结构。采用这种数据结构减少了算法求解过程中的非零注入元，简化了编程，并且使得现有的并行程序中的一些串行计算部分例如残差修正的计算实现了并行化。对实际运行的华中电网的仿真计算表明，最高的仿真加速比达到8.34，充分证明了所提出的算法和数据结构的有效性。     

基于改进数据结构的电力系统暂态稳定并行仿真

通过分析电力系统暂态稳定问题的特点,提出了一种新的采用隐式积分联立求解法的空间分块并行算法。为了避免联立求解法存在的编程复杂的不足,设计了一种易于并行求解的数据结构。采用这种数据结构减少了算法求解过程中的非零注入元,简化了编程,并且使得现有的并行程序中的一些串行计算部分例如残差修正的计算实现了并行化。对实际运行的华中电网的仿真计算表明,最高的仿真加速比达到8.34,充分证明了所提出的算法和数据结构的有效性。     

中长期电压稳定时域仿真软件应用评估

大规模电力系统的中长期电压失稳是一个缓慢的过程,其发生和变化与系统中慢速元件的动态行为紧密相关,研究电网中长期电压稳定问题需要选择能够反映其动态过程的仿真软件。选择PSS/E、PSD-FDS、Eurostag、PSASP和DSATools 5种仿真软件,通过仿真实验、程序参数、应用案例的对比分析,在原理算法、计算规模、元件模型、接口界面和实际应用等方面评估了各软件中长期时域仿真的特点、功能和适用范围,结果表明,PSD-FDS拥有更适合中国电力系统的模型库和数据格式,在实际系统中应用也更广泛,较其他软件更适用于中长期电压稳定研究。     

基于BPA潮流的电力系统中长期频率电压稳定仿真方法

随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。