电力系统二次设备的机电暂态仿真建模

论文摘要

以超高压、长距离输电、大范围互联为特征的现代电力系统,其运行环境日趋复杂。而受环境、经济等因素的制约,电网运行日益趋近其稳定极限,系统出现大范围停电事故的威胁长期存在,近年来世界范围内频频出现的大停电事故即为例证,因此电网安全稳定问题长期以来都受到研究人员和运行企业的高度关注。二次设备在电力系统的安全稳定运行中发挥着重要的作用。分析电力系统事故发生的原因及其过程,大多与二次设备动作存在的隐患有关。在研究电力系统的安全稳定性时应考虑二次设备的运行特性,而首要任务是为二次设备建立合适的模型。当前对电力系统的建模研究,主要集中在发电机、负荷等连续动态元件,但对二次设备的建模研究没有给予足够的重视。本研究的主要工作体现在以下几个方面:1)在总结前人研究的基础之上,探讨了如何将具有离散特性的二次设备与连续动态特性系统进行有机地结合。2)从机电暂态仿真的角度对继电保护和安全自动装置的建模方法进行讨论,以三段距离继电器和自动低压(低频)减负荷装置为例,根据其动作逻辑建立了数学模型,该建模方法同样适合其它二次设备的研究。3)在暂态稳定性仿真程序TSSP(Transient Stability Simulation Program)平台上,利用面向对象分析方法和模块化设计思路,开发含二次设备的机电暂态仿真程序。4)采用标准输电系统算例,设置各种故障,对开发的模型进行验证分析,并且和商业软件进行对比,仿真结果充分表明模型的合理性及正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本研究的思路
• 1.4 本研究的工作
• 1.4.1 本研究的内容
• 1.4.2 本文的结构
• 第二章 机电暂态仿真理论
• 2.1 暂态稳定性分析方法
• 2.1.1 暂态分析概述
• 2.1.2 时域分析方法
• 2.2 机电暂态仿真建模
• 2.2.1 全系统模型构成
• 2.2.2 机电暂态仿真流程
• 2.2.3 暂态稳定分析的数值求解方法
• 2.2.4 网络故障与操作处理
• 第三章 二次设备的仿真建模
• 3.1 仿真平台简介
• 3.1.1 TSSP—暂态稳定性仿真程序
• 3.1.2 电力系统暂态仿真的面向对象
• 3.2 二次设备仿真建模
• 3.2.1 线路保护仿真
• 3.2.1.1 线路保护基本原理
• 3.2.1.2 三段距离继电器动作逻辑
• 3.2.1.3 三段距离保护的经典阻抗特性
• 3.2.1.4 继电器动作的网络操作
• 3.2.1.5 三段距离继电器仿真程序设计
• 3.2.2 安全自动装置仿真
• 3.2.2.1 安全自动装置的作用和种类
• 3.2.2.2 低压（低频）减负荷装置动作原理
• 3.2.2.3 低压（低频）减负荷建模
• 3.2.2.4 自动低压减负荷动作的网络操作
• 3.2.2.5 自动低压减负荷仿真程序设计
• 第四章 模型的仿真及结果分析
• 4.1 三段距离继电器的仿真验证
• 4.1.1 系统结构与参数
• 4.1.2 三段距离继电器仿真
• 4.2 自动低压减负荷的仿真验证
• 4.2.1 系统结构与参数
• 4.2.2 自动低压减负荷仿真
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢