暂态稳定分析中励磁系统研究

论文摘要

随着全国联网的实现,电网的安全稳定运行受到很大挑战,如何快速、准确地把握电力系统的运行情况,并提供有效的指导信息,是保证全国联网经济运行的重要问题。因此,超大规模电力系统的实时仿真软件的开发日益迫切。同时要求用来计算的模型具有很高的准确性,计算出来的结果与实际相符,这样才能保证计算出来的结果有实际意义。2006年《国家电网公司电力系统安全稳定规定》中给出了进行系统暂态分析的励磁系统模型,作为我国电力系统稳定计算的标准励磁模型,本文的主要工作就是研究这些励磁模型在暂态稳定计算中的实现。本文首先概述了励磁系统的发展、工作原理以及在电力系统运行中所发挥的作用。接着详细介绍了励磁系统的各个环节的功能及数学模型。分析比较了机电暂态数值积分算法中微分-代数方程组两种数值解法——交替求解法和联立求解法,并介绍了一种综合了前面两种方法优点的算法——双向迭代算法。重点介绍了如何获得系统差分方程和状态变量初值,这是暂态稳定分析重要的一步,本文以直流励磁系统、交流励磁系统和静止励磁系统为例分别对其进行了详细介绍。最后在IEEE 4机11节点系统上对上述励磁系统模型的程序实现进行验证,从验证结果来看,用本文方法仿真结果与中国版BPA暂态稳定程序仿真结果吻合的非常好,从而本文方法的正确性得到验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 电力系统数字仿真
• 1.3 课题的研究背景和意义
• 第二章 励磁系统及电力系统稳定器概述
• 2.1 励磁系统的概述和发展
• 2.2 励磁系统的分类
• 2.3 励磁系统的工作原理
• 2.4 励磁系统及电力系统稳定器在电力系统中的作用
• 第三章 发电机励磁系统的数学模型
• 3.1 主励磁系统的数学模型
• 3.1.1 直流励磁机的数学模型
• 3.1.2 交流励磁机的数学模型
• 3.1.3 静止励磁电源的数学模型
• 3.2 电压测量与负载补偿环节
• 3.3 幅值限制环节
• 3.4 辅助励磁调节器——电力系统稳定器的数学模型
• 3.5 励磁调节器的数学模型
• 第四章 暂态稳定分析中励磁系统模型程序实现
• 4.1 电力系统暂态过程及其数学模型
• 4.2 电力系统机电暂态仿真积分算法
• 4.3 暂态稳定分析的控制器数学模型
• 4.3.1 直流励磁系统初值和差分方程
• 4.3.2 交流励磁系统初值和差分方程
• 4.3.3 静止励磁系统初值和差分方程
• 4.3.4 电力系统稳定器PSS的初值和差分方程
• 第五章 算例分析
• 5.1 实验系统介绍
• 5.2 EA励磁模型验证
• 5.3 交流励磁模型验证
• 5.4 静止励磁模型验证
• 5.5 电力系统稳定器模型验证
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢