BPA与PSS/E仿真模型分析与转换研究

论文摘要

数字仿真是研究电力系统不可缺少的工具,在对大电网进行仿真研究时通常需要利用多个仿真软件进行计算比较,我国也在不断引进一些成熟且功能强大的国外仿真软件。研究国内常用仿真软件与这些软件在仿真模型上的差异,实现数据文件的可靠转换是非常必要的。本文主要研究BPA和PSS/E软件的仿真模型以及数据转换问题。本文首先比较了两个软件在潮流计算、暂态稳定计算方法上的区别以及数据格式方面的差异,这是实现软件数据转换和对仿真结果差异进行分析的基础。为了实现BPA和PSS/E的潮流数据转换,本文对BPA常用的潮流数据卡进行了分析,根据BPA数据卡类型以及数据卡中各个数据参数在电网模型中所表示的意义,得出BPA与PSS/E潮流模型的差别和相应的转换关系。在用C++编写完潮流数据转换程序后,利用算例仿真验证了潮流数据转换的有效性和正确性。然后,本文探讨了BPA与PSS/E暂态稳定模型的转换。在比较BPA与PSS/E发电机模型的基础上,得出了两个软件在发电机模型上的差异和转换方法。BPA中常用的负荷模型,在PSS/E中也有与之相应的标准模型。通过对BPA中常用励磁系统、电力系统稳定器、原动机和调速器模型控制框图和控制环节的分析,得出转换到PSS/E模型库中相应标准模型的方法。本文进而分析了BPA和PSS/E在两端直流输电控制系统模型上的共同点和差异。在动态数据转换完成后,一个重要的工作是进行动态数据的参数检查,本文提出了对PSS/E动态数据参数检查的一般方法。本文对南方电网2010年丰大方式的等值系统进行了BPA-PSS/E的数据转换,分别在包含直流数据和不含直流数据的情况下,对潮流计算结果进行了对比分析,验证了潮流数据转换的正确性。这也说明软件在潮流数据转换上具有较好的通用性。本文进而对该等值系统在相同故障下的BPA与PSS/E暂态稳定仿真结果进行了对比,结果表明,仿真结果基本一致,动态数据转换是成功的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及研究意义
• 1.2 电力系统仿真分析软件现状
• 1.2.1 电力系统仿真软件分类
• 1.2.2 电力系统仿真软件数据文件转换问题
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第二章 BPA 和PSS/E 软件的特征
• 2.1 BPA 功能介绍
• 2.1.1 BPA 潮流计算程序
• 2.1.2 BPA 暂态稳定计算程序
• 2.1.3 BPA 图形辅助分析程序
• 2.2 PSS/E 功能介绍
• 2.2.1 PSS/E 稳态仿真程序
• 2.2.2 PSS/E 动态仿真程序
• 2.2.3 PSS/E 绘图程序
• 2.3 BPA 和PSS/E 在数据输入格式上的比较
• 2.4 小结
• 第三章 BPA 与PSS/E 潮流数据格式转换
• 3.1 BPA 和PSS/E 的潮流数据说明
• 3.2 交流节点类型的转换
• 3.3 变压器模型的对比和转换
• 3.4 发电机和负荷数据的转换计算
• 3.5 BPA 与PSS/E 直流数据的转换
• 3.5.1 BPA 两端直流数据的格式
• 3.5.2 PSS/E 直流数据的格式
• 3.6 区域交换数据的转换
• 3.7 潮流数据转换过程中其它需要注意的问题
• 3.8 算例仿真分析
• 3.8.1 IEEE9 节点系统仿真算例简介
• 3.8.2 潮流计算结果对比
• 3.9 本章小结
• 第四章 BPA 与PSS/E 的暂态稳定模型对比及转换
• 4.1 发电机模型及其参数转换
• 4.2 负荷模型的对比
• 4.3 励磁调节系统模型对比
• 4.4 原动机及调速器模型对比
• 4.5 两端直流输电系统控制模型对比
• 4.5.1 直流输电系统准稳态模型介绍
• 4.5.2 BPA 两端直流输电系统模型
• 4.5.3 PSS/E 两端直流输电系统模型
• 4.6 PSS/E 动态数据文件的参数检查
• 4.7 算例仿真分析
• 4.7.1 不考虑自动励磁调节器影响的动态仿真
• 4.7.2 考虑自动励磁调节器影响的动态仿真
• 4.8 本章小结
• 第五章 南方电网BPA 与PSS/E 数据转换研究
• 5.1 引言
• 5.2 南方电网等值系统BPA 数据简介
• 5.3 简化等值网络的潮流计算
• 5.4 交直流等值网络的潮流计算
• 5.5 简化等值网络的暂态稳定分析
• 5.6 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢