使用VLSI进行电力系统暂态稳定分析中仿真器重构的研究

论文摘要

当今，世界各国电力系统的规模越来越大，电网互联的优越性十分明显，但也具有潜在的威胁。电网的局部扰动，特别是短路故障，其影响将波及互联电网的各个角落，如果处理不当，甚至可能造成大面积停电的重大事故。因此需要对电网进行仿真验证其性能。 传统的暂态稳定计算方法是将发电机的摇摆方程进行数值积分，当系统规模变得越来越大后，计算机的速度将成为瓶颈，不能用于实时稳定分析。电力系统动模实验仿真系统虽然能进行实时暂态仿真，但由于其建模周期长、占地面积大等原因，使其只能适用于小型电力系统的仿真。仿真针对上述的缺点，Fried提出了使用VLSI(very large scale integrated circuit：超大规模集成电路)技术来提高暂态稳定仿真的速度。但有两个重要的因素阻碍VLSI仿真器的实用化，其一为元器件参数的偏差，将严重影响仿真结果的精度。其二为对不同的实际系统，仿真系统不能快速的重构．针对上述问题，本文提出了变跨导重构法和变频重构法，此两种方法都可以根据不同系统的参数，能够对VLSI芯片进行快速的重构，从而有效的增加了VLSI芯片的使用价值。使用开关电容电路有效的改善了因电路中元器件的偏差给仿真结果带来的巨大误差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电力系统仿真理论的基本概念
• 1.2 暂态稳定仿真工具研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 仿真技术的发展及研究现状
• 1.3.2 基于VLSI进行电力系统暂态稳定仿真技术
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 电力系统模型
• [20]'>2.1 电力系统的模型^[20]
• 2.2 摇摆方程
• 2.3 发电机摇摆方程的求解
• 2.4 摇摆方程的模拟模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 用模拟VLSI进行电力暂态仿真所必须的模拟模型
• 3.1 摇摆方程模型的实现
• 3.2 积分电路的实现
• 3.3 跨导放大器的实现
• 3.4 正弦函数电路的实现
• 3.5 负荷模型的实现
• 3.6 传输线模型的实现
• 3.7 本章小结
• 第4章 VLSI仿真在单机系统中的应用
• 4.1 本章概述
• 4.2 单机无穷大系统
• 4.3 误差分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 使用可重构的VLSI进行电力系统暂态稳定仿真
• 5.1 引言
• 5.2 重构的概念
• 5.3 使用VLSI对电力系统暂态稳定仿真重构概念的提出
• m重构法对电力系统进行暂态稳定的仿真'>5.4 使用g_m重构法对电力系统进行暂态稳定的仿真
• 5.4.1 可编程跨导放大器工作原理
• 5.4.2 使用变跨导法进行VLSI仿真器重构的原理
• 5.4.3 变跨导法对单机无穷大系统的仿真结果
• 5.5 使用可重构的开关电容电路进行暂态稳定仿真
• 5.5.1 引言
• 5.5.2 可重构的发电机模型
• 5.5.3 开关电容电路
• 5.5.4 通过变频法对电路重构方法的提出
• 5.5.5 通过变频法对电路重构方法的提出
• 5.5.6 考虑系统阻尼作用后的仿真
• 5.5.7 误差分析
• 5.5.8 变频重构法和变跨导重构法的比较
• 5.5.9 本章小结
• 第6章 结论和展望
• 6.1 结论
• 6.2 不足和展望
• 参考文献
• 致谢