用于保护校验的电磁暂态仿真软件

为实现电力系统继电保护的仿真校验，开发了电力系统故障暂态仿真ADCMX软件包。该软件由系统等值模块、故障仿真模块、数据库和图形操作模块、保护仿真接口模块构成。文中应用了面向对象编程技术(OOP)，不仅提高了软件的模块性和可重用性，而且实现了仿真模型的自适应变换以及步距的自适应控制，适用于较长时间的复杂故障暂态仿真。还根据IEEE标准的暂态数据交换通用格式(COMTRADE)，在考虑互感器暂态的基础上形成了与继电保护仿真器的接口，可以提供与故障录波器相同的保护校验数据源。     

面向对象的同步发电机自适应暂态模型

通过对同步发电机暂态全过程的分析 ,提出了基于发电机电量变化特点的自适应模型变换判据。在此基础上 ,应用面向对象技术将适用不同阶段的各类发电机模型相结合 ,形成了同步发电机的暂态自适应仿真模型。仿真结果表明 ,该模型精确描述了发电机的暂态全过程 ,具有精度高、计算量小和判据可靠的特点。尤其适合多种暂态过程相互影响的复杂暂态过程的数字仿真     

暂态全过程仿真中面向对象的负荷自适应模型

为实现电力系统负荷的暂态全过程仿真，作者分别对静态负荷和动态负荷的暂态特性进行分析，应用面向对象技术建立了适合暂态全过程数字仿真的负荷自适应模型。仿真实验结果表明，该模型适用于电力系统过电压、故障分析和保护校验，交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的仿真研究。     

基于时间尺度变换的大步长电磁暂态仿真

传统电磁暂态仿真步长小,速度慢,限制了仿真规模。该文通过对解析信号特性的分析,利用欧拉公式提出一种时间尺度变换方法实现大步长仿真,建立RLC基本元件和电压源型换流器(voltage source converter,VSC)在时间尺度旋转坐标系下的模型,基于此方法设计了考虑多频率成分的大规模混联电网的多速率快速电磁暂态仿真框架。对含有电力电子设备或希望详细仿真的部分采用小步长仿真,对其他部分,采用大步长仿真。小步长和大步长按传输线接口。对比分析时间尺度变换和所提仿真框架与传统电磁暂态仿真、dq0变换、动态相量法、频率偏移法、频率自适应法等方法的特点,并用仿真算例验证方法的可行性和有效性。     

基于自适应模型的变压器暂态全过程数值计算

为实现变压器的暂态全过程计算,建立了适合不同暂态阶段仿真的电磁暂态、跃变量和准稳态的abc坐标系统模型。在此基础上,根据不同暂态阶段的动态特性将上述模型相结合,应用面向对象技术建立了适合暂态全过程仿真的变压器自适应模型。仿真结果表明：该模型完整地描述了变压器的暂态过程,具有精度高、计算量小和转换判据可靠等特点,可用于电力系统过电压、故障分析和保护校验、交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的研究。     

配电网络故障及继电保护系统动态闭环数字仿真

讨论配电网络故障及继电保护的系统仿真方法.针对配电网络故障仿真的特殊要求和现有仿真方法的不足,重点针对消弧线圈、电流互感器、保护继电器分别建立仿真模块,形成实用的故障暂态仿真模型.基于ATP/EMTP平台,开发仿真软件,实现对故障发生、识别和隔离的动态仿真.仿真结果验证了仿真模型和软件的正确性.该仿真模型为配电网保护系统原理及其暂态性能分析和配电网的故障隔离过程模拟提供了实用的工具.     

自适应暂态计算在继电保护分析中的应用

为了分析二次扰动或多次扰动情况下继电保护的动作行为，需要精确模拟较长时间的电力系统故障暂态过程。该文应用自适应变换技术实现了适应不同暂态阶段仿真的元件模型转换，可以真实地仿真故障后的振荡过程，为分析保护动作行为提供了较长时间的故障波形。文中以LFP-901A型线路保护为例，应用自适应仿真的结果对其动作特性及其振荡闭锁元件进行了分析。结果表明：所提方法能够精确模拟较长时间的故障过程，为研究电力系统在复杂扰动情况下继电保护的动作行为奠定了基础。     

利用电磁暂态分析软件实现Taylor模型的方法研究

常用电磁暂态分析软件,如ATP-EMTP,PSpice等,具有多种电力元件模型,部分还具有传输线的分布参数模型,然而,它们都不能直接研究场-线耦合问题,而场-线耦合传输线模型能完成这项工作,但是无法利用现有电磁暂态软件直接实现它们,Taylor模型是其中常用的一种。为了利用内含分布参数传输线模型的电磁暂态分析软件实现Taylor模型,基于电路理论推导了Taylor模型新型等效电路,使之符合ATP-EMTP等电磁暂态分析软件的分布参数传输线建模特点。分别利用ATP-EMTP软件基于所推导的Taylor模型等效电路,以及Matlab软件基于Fourier变换和逆变换方法,对算例给出的传输线耦合外场的电磁暂态响应进行了计算,结果表明2种方法计算结果较符合,证明所推导的Taylor模型等效电路是正确的,可以利用电磁暂态软件ATP-EMTP对其进行建模。该研究结果的应用可降低场-线耦合研究的复杂度。     

针对励磁系统的用户自定义建模方法及其应用

为提高电力系统仿真的灵活性和开放性,提出一种基于改进插入式建模技术的励磁系统用户自定义建模方法.将暂态稳定性仿真中采用的励磁系统的传递函数拆分为两类自定义的基本传输模块:非状态变量模块和状态变量模块,以描述元件的数学模型.应用该方法编写了用户自定义建模程序,实现拓扑分析和自动初值平衡等功能.通过实例分析详细阐述了自定义...     

电力系统低频振荡分析与控制仿真平台

提出一种大规模电力系统的低频振荡分析与控制仿真平台的构建方法.利用C++矩阵数学库,编写实现低频振荡特征提取、模型辨识和控制器设计等功能的用户程序.基于电力系统分析软件提供的用户程序接口功能模块,实现用户程序与分析软件暂态稳定仿真模块的交互.用户程序和分析软件共同完成电力系统低频振荡分析与控制的仿真.仿真平台具有较好的收敛性、准确性、可靠性和较快的计算速度.新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了平台的可用性和正确性.     

微机距离保护仿真系统的设计与实现

根据微机距离保护的工作原理和基本组成,设计了微机距离保护动态仿真系统。按照模块化设计,系统由基于EMTDC的故障暂态计算模块、启动元件模块、傅里叶算法模块、选相元件模块、阻抗继电器模块和显示模块6部分组成。仿真系统将数据格式转换后的故障暂态计算结果作为距离保护动态仿真程序的输入量,通过对输入量进行逐点计算,能同步逐点显示出继电器的测量阻抗和其他各种仿真结果。仿真实例表明,该动态仿真系统既能较好地仿真距离保护在不同工况下的动作行为,为分析距离保护提供依据,而且还可以作为一种有效的软件工具用于继电保护的开发和教学。     

基于MATLAB的微机保护算法及综合仿真研究

利用MATLAB软件中的电力系统模块库,对电力系统微机保护中的滤波和保护算法进行了编程仿真实现。针对电力系统微机保护中的线路故障等情况,调用电力系统故障暂态数据文件,分别对半周积分算法、采样值和导数算法、正弦曲线拟合算法进行了仿真计算,并以图形方式显示其仿真结果;最后对其数字滤波和保护算法的准确性和快速性进行了分析和比较。     

基于形态学闭开-开闭梯度变换的单相自适应重合闸方案

为了提高基于暂态电压电弧特性的自适应重合闸方法的适应性,提出了一种基于电压双窗函数暂态能量比的新判据,该方法克服了原单窗能量函数法难以用单一阈值区分故障的问题.为了更有效地提取高频能量,提出了一种新的形态学闭开-开闭梯度滤波算子(COOCG).这种方法能够克服多分辨形态梯度变换本身所带来的平波作用.EMTP仿真研究表明,由这种方法构成的自适应重合闸方案提高了判别的可靠性,具有实用价值.     

基于电弧特性的特高压输电线路单相自适应重合闸

提出了一种基于电弧特性的特高压线路单相自适应重合闸方案。通过EMTP-ATP软件中的MODELS模块建立二次电弧模型，模拟了瞬时故障时二次电弧的反复燃烧-熄灭-重燃的过程。利用数学形态学的多分辨形态学梯度提取故障相母线电压信号的暂态分量，通过比较故障相母线电压谱能量的差异来判别瞬时性与永久性故障。EMTP仿真数据都证明该方案能准确地区分故障类型，可靠地实现自适应重合闸。     

配网物理模拟系统控制单元设计与实现

为控制配电网物理模拟系统以实现配电网正常运行及故障工况的模拟,基于可编程控制器(PLC),设计了配电网物理模拟系统的核心控制单元、故障模拟装置控制单元及燃弧故障装置控制单元。所完成的控制单元可实现模拟断路器通断控制、三遥数据采集控制、故障模拟控制、燃弧控制等功能,并以中断方式切除系统产生的模拟故障,响应时间不超过10个周波。PSCAD仿真结果与系统运行实验结果一致,表明所设计控制单元满足配电网物理模拟系统运行的控制要求。     

面向对象技术在暂态全过程自适应仿真中的应用

为实现暂态过程的自适应仿真，首先分析了电力系统元件类结构，提出面向对象建模的思想，在此基础上，本文以同步发电机为例研究了面向对象的元件自适应模型的建立，以及子类间的自适应转换，文中还将OOP技术应用于仿真程序的编写，并通过实验说明该方法成功地解决了面向过程方法存在的问题。     

基于发展性故障的自适应重合闸合闸相序的判别

成功地将人工神经网络引入到电力系统自适应重合闸的应用中,基于微机保护软件设计中处理程序中的故障选相模块和故障类型模块,对系统发生发展性故障情况下自适应重合闸的闸相序判别作了仿真计算及网络训练。结果证明,这对提高电力系统的稳定度和加快保护软件的运行速度都是大有好处的。     

基于小波分析的超高压输电线路保护新方法

暂态信号分析是电力系统故障诊断和暂态保护的基础和依据,小波变换为暂态信号分析提供了强有力的数学工具.应用小波变换对超高压输电线路的暂态电压、电流分量进行分析和处理,提出了一种利用经小波滤波后综合电压量确定故障方向和相别.在电压增量中提取行波信号来快速计算故障距离的新方法.ATP-EMTP和Matlab/Wavelet Tool- box仿真结果表明,提出的保护方案具有很好的快速性和可靠性.